Чувствительный элемент преобразователя угла наклона Советский патент 1991 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона объектов относительно вертикали или горизонтали.

Цель изобретения - упрощение устройства преобразователя угла наклона за счет использования известной газонаполненной лампы накаливания в качестве чувствительного элемента преобразователя угла наклона и повышение чувствительности за счет повышения мощного выходного сигнала непосредственно с чувствительного элемента.

На фиг. 1 показана колба осветительной лампы, вид сверху; на фиг. 2 - электрическая схема преобразователя угла наклона; на фиг. 3 - результаты испытаний газонаполненных ламп накаливания в качестве чувствительного элемента преобразователя угла наклона.

Осветительная лампа 1 накаливания (фиг. 1) состоит из тела 2 накала, помещенного в стеклянную колбу 3, которая заполнена смесью инертных газов (у газонаполненных ламп). Тело 2 накала лампы 1 выполняется из вольфрамовой проволоки, свитой в спираль, имеет обычно вытянутую форму, устойчивость которой обеспечивается электродами 4 и элементами крепления.

Схема преобразователя угла наклона (фиг. 2) состоит из лампы 1 накаливания, источника 5тока и делителя 6 напряжения.

У газонаполненной лампы энергия, подводимая к телу накала, расходуется в соответствии с соотношенем:

Фтн Фл+Фэ+Фг,

где Фтн - мощность, подводимая к телу накала;

Фл - лучистый поток;

Фэ - мощность, теряемая на нагрев электродов;

Фг - мощность, теряемая на нагрева ние газа в колбе 3.

W

Ё

о

ю о

Передача теплоты от раскаленного тела 2 накала к газу Фг осуществляется путем конвекции и теплопроводности. При наличии в колбе 3 нагретого тела 2 накала происходит циркуляция газа в колбе 3. Форма циркуляции зависит от положения тела 2 накала в пространстве: при его горизонтальном положении имеет место поперечное обтекание тела 2 накала, при вертикальном - продольное, Это ведет к тому, что температура тела 2 накала в вертикальном положении выше, чем в горизонтальном.

Поскольку удельное сопротивление вольфрама пропорционально Т, где Т - абсолютная температура; п 1, 2, то электрическое сопротивление тела 2 накала изменяется при изменении угла его наклона относительно горизонтали (или вертикали).

В начальном положении лампы 1, которому соответствует, например, горизонтальное положение ее тела 2 накала, падение напряжения на лампе 1 минимально, и выходное напряже ивых между точкой соединения лампы 1 и источника 5 тока И делителем б напряжения также минимально. При изменении положения лампы 1, когда соответственно меняется угловое положение тела 2 накала, выходное напряжение Квых увличивается и достигает максимума

при вертикальном положении тела 2 накалам лампы. Делитель б напряжения обеспечивает установку начального значения UBHX. Для упрощения ориентации при установке чувствительного элемента в начальное положение желательно применение лампы накаливания со штырьковым цоколем.

Результаты испытаний применения газонаполненных ламп 1 накаливания в качестве чувствительного элемента преобразователя

угла наклона (фиг. 3) поясняются кривыми Увых f( о.), соответствующими следующим условиями испытаний: кривая а - синяя лампа, 40 Вт, 90 м А; кривая б - криптоновая, 60 Вт, I 80 мА; кривая в - матовая, 40 Вт, I

60 мА.

Формула изобретения Применение газонаполненной лампы накаливания в качестве чувствительного элемента для преобразователя угла наклона.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона объектов относительно горизонтали или вертикали. Целью изобретения является упрощение устройства преобразователя угла наклона. Поставленная цель достигается применением газонаполненной лампы накаливания в качестве чувствительного элемента преобразователя угла наклона. Угол наклона измеряется непосредственно по падению напряжения на электрическом сопротивлении тела накала лампы при стабильном токе нагрева. Применение основано на использовании зависимости электрического сопротивления тела накала от его температуры, определяемой условиями теплообмена тела накала при изменении ориентации газонаполненной лампы в пространстве. 3 ил.

Фиг.

4(IФиг, 2

Ц«

w

ОМ

V

/

0 Ю ЮЯМ5060708090

ci°

Фиг.З

A

Л