Датчик угла отклонения от вертикали Советский патент 1989 года по МПК G01C9/20 

1

(21)4224893/24-10

(22)27.02.87

(46) 30. I 1 .89. Бюл. К 44

(71)Московский горный институт

(72)А.И. Котлярский, В.А. Павленко и Ю.А. Турицын

(53)528.541(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 324492, кл. G 01 С 9/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 1280319, кл. G 01 С 9/18, 1985.

(54)ДАТЧИК УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ВЕРТИКАЛИ

(57)Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано

в системах управления положением машин и механизмов. Цель изoбpeteния - повьпиение точности и расширение области применения за счет компенсации влияния изменений температурй. Датчик содержит корпус 1 с нанесенными на его внутреннюю поверхность проводящими секторами 2 и 3, покрытыми тонким слоем диэлектрика 7. Корпус заполнен двумя несмешивающимися жидкостями 4, 5, из которых одна проводящая, например ртуть, а часть корпуса 12, не содержащая проводящего слоя, выполнена из пластичного материала, причем отношение объемов жидкостей обратно пропорционально отношению их коэффициентов объемного расширения. 2 ил.

с $

(Л

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах управления положением машин и механизмов. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения за счет компенсации влияния изменений температуры. Датчик содержит корпус 1 с нанесенными на его внутреннюю поверхность проводящими секторами 2 и 3, покрытыми тонким слоем диэлектрика 7. Корпус заполнен двумя несмешивающимися жидкостями 4, 5, из которых одна проводящая, например ртуть, а часть корпуса 12, не содержащая проводящего слоя, выполнена из пластичного материала, причем отношение объемов жидкостей обратнопропорционально отношению их коэффициентов объемного расширения. 2 ил.

Изобретение относится к приборотроению и быть использовано в истемах управления положением машин механизмов.,

Цель изобретения - повышение точости и расширение области применения за счет компенсации влияния изменений температуры.

На фиг. 1 приведена конструкция д предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Датчик содержит корпус 1, внутренняя часть которого имеет цилиндрическую форму с нанесенными на ее поверх- j ность проводящими слоями - секторными электродами 2 и 3, изолированными друг от друга и расположенными на плоских торцовых частях корпуса 1. Внутренняя полость корпуса заполнена диэлектри- jn ческой (например, кремнеорганической) жидкостью 4 и проводящей жидкостью 5, (например, ртутью) которая одновременно является внутренней обкладкой дифференциального конденсатора. Граница 25 раздела двух жидкостей 6 проходит через центр цилиндрической полости.

Сектора 2 и 3 покрыты тонким слоем диэлектрика 7 и не имеют электрического контакта с ртутью. Выводы 8 явля- Q ются токосъемниками этих секторов. Вывод 9 соединен с проводящей жидкостью, являющейся подвижным электродом конденсатора, и впаян в дополнительный резервуар 10 с проводящей жидкостью (в случае, если ее коэффициенты объемного расширения меньше коэффициента объемного расширения диэлектрической жидкости, что характерно в случае применения кремнеорганической жид-.д кости и ртути). Вьшоды 8 и 9 подаются на вход преобразователя 11 изменения емкости дифференциального конденсатора в электрический сигнал. Часть корпуса 12 может быть выполнена из плас- дс тичного материала (например, тефлона). Назначение кремнеорганической жидкости - демпфирование изменения границы раздела двух жидкостей в условиях вибраций.

Датчик работает следующим образом. При наклоне корпуса в ту или другую сторону от горизонтали граница раздела жидкостей не изменяет своего положения относительно горизонта и при этом пропорционально углу отклонения от вертикали емкость одного из ди(})фе- ренциально включенных конденсаторов растет (например, между обкладкой 2

35

50

n 5

Q д с

5

0

и проводящей жидкостью), а другого падает (обкладка 3 и проводящая жидкость), т.е. реализуется однозначная линейная связь между углом отклонения от вертикали и изменением величин дифференциально включенных конденсаторов .

Это изменение с помощью преобразователя 11 преобразуется в электрический сигнал. При этом линейная связь между углом отклонения от вертикали и изменением величин дифференциальных емкостей сохраняется только тогда, когда граница раздела 6 проходит через центр цилиндрической части корпуса. При изменении температуры обе жидкости расширяются, причем при указанном соотношении объемов приращения объемов и проводящей и диэлектрической жидкостей одинаковы.

За счет того, что часть корпуса 12, не содержащая обкладок, сделана эластичной, внутренний объем корпуса при расширении жидкостей увеличивается, но так как объемы жидкостей изменились на одну и ту же величины, то при этом не меняется положение границы их раздела, которая опять будет проходить через центр цклиндрической части корпуса. В качестве преобразователя I1 может быть использован например, измеритель L, С, R, цифровой Е 7-8.

I... .

Формула изобретения

Датчик угла отклонения от вертикали, содержащий цилиндрический корпус , внутренняя часть которого наполовину заполнена первой жидкостью, секторные электроды, расположенные на обоих торцах корпуса, и связанный с ними преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшенного влияния температурных погрешностей, он снабжен дополнительным резервуаром, связанным с внутренней частью корпуса каналом, расположенным симметрично относительно секторных пластин, первая жидкость вьтолнена электропроводной и электрически изолирована от каждого из секторных -электродов введенным слоем диэлектрического материала, а внутренняя часть корпуса до конца заполнена введенной второй диэлектрической жидкостью, плотность которой меньше плотности первой

15254606

жидкости, причем объемы первой V енты и объемного расширения свяи второй Vj жидкостей и их коэффицизаны соотношением

Yt v«

h

енты и объемного расши

заны соотношением

Yt v«

h

Фие.Г