Устройство для измерения углов наклона объекта Советский патент 1992 года по МПК G01C9/06 

01/г/

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона объектов, стабилизации объектов в горизонтальной плоскости, а также в системах автоматического регулирования.

Известно устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее ампулу, частично заполненную магнитной жидкостью. На ампуле закреплены подключения к питающему генератору первичная обмотка и соединенные встречно-последовательно вторичные обмотки, которые через дифференциальный усилитель подключены к регистратору.

Недостатком известного устройства является наличие погрешности измерений, обусловленной зависимостью магнитной проницаемости жидкости от седимента- циии частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести, т.е. при фиксированном угле наклона дисперсные частицы скапливаются в нижней части ампулы, увеличивая магнитную проницаемость жидкости в этой части ампулы. При изменении угла наклона в различных частях ампулы жидкость будет иметь различную магнитную проницаемость, что приведет к погрешности измерений.

Известен также измеритель наклона, содержащий трубку, заполненную магнитной жидкостью, намагничивающие катушки, измерительные катушки, включенные встречно-последовательно. Устройство содержит также генератор, фазовый детектор, выпрямитель и дифференциальный усилитель.

Недостатком известного устройства является наличие погрешности измерений, обусловленнойзависимостью магнитной проницаемости жидкости от седиментации частиц дисперсной фазы действием силы тяжести вследствие наличия большого столба жидкости в правой и левой частях трубки, что приводит к погрешности измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения углов наклона, содеожащем ампулу, частично заполненну -у магнитной жидкостью, на которой размещены первичная обмотка и соединенные встречно-последовательно вторичные обмотки, источник питания и блок o6pafoir.n.

Недосгйжи устройства - наличие погрешности измерений, обусловленной зави- симостью магнитной проницаемости жидкости от седиментации частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести.

Для выравнивания концентрации частиц в зоне действия измерительных обмоток необходимо время. Так, для датчика, находившегося в наклонном положении 3- 5 ч, время выравнивания концентраций в горизонтальном положении 15-20 мин, следовательно, это приводит к уменьшению точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности путем обеспечения выравнивания концентрации частиц магнитной жидкости.

0 Указанная цель достигается тем, что известное устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее ампулу, частично заполненную магнитной жидкостью, на которой размещены первичная обмоткаисоединенные

5 встречно-последовательно вторичные обмотки, источник питания и блок обработки, снабжено двумя дополнительными обмотками, расположенными вдоль ампулы и ко- аксиально с ней, при этом каждая из дополнительных обмоток соединена с ис0 точником питания с возможностью поочередного подключения.

Данная конструкция устройства для измерения углов наклона объекта позволяет повысить точность измерения угла наклона

5 на 30% за счет обеспечения выравнивания концентрации частиц магнитной жидкости. На фиг.1 схематически показано устройство для измерения углов наклона объекта; на фиг.2 и 3 - получение жидкости при

0 поочередном включении обмоток раскачки. Устройство содержит ампулу 1. частично заполненную магнитной жидкостью 2. На ампуле размещена первичная обмотка 3, а также изготовленная из провода с малым

5 температурным коэффициентом сопротивления, например манганинового, вторичная обмотка 4, состоящая из двух, включенных встречно-последовательно катушек. Кроме того, на ампуле размещены сбмотки 5 и 6

0 раскачки, каждая из которых независимо одна от другой соединена с источником питания с возможностью поочередного подключения. Обмотки 5 и 6 расположены вдоль ампулы и коаксиально с ней.

5 Устройство для измерения углов наклона объекта работает следующим образом.

На первичную обмотку 3 подается питание создается магнитный поток, проходящий через ампулу 1, заполненную

0 магнитной жидкостью 2. Во вторичной обмотке 4 наводится ЭДС, зависящая от разности количества магнитной жидкости 2, находящейся в зоне действия катушек вторичной обмотки 4. В свою очередь, количе5 ство жидкости 2, находящейся в различных частях ампулы 1, зависит от угла наклона объекта. Ввиду того, что катушки 4 включены встречно-последовательно, фаза выходного напряжения зависит от того, в какую сторону происходит наклон, а его величина будет пропорциональна углу наклона датчика.

При достижении углов, близких к заданным, обмотка 4 отключается и включаются обмотки 5 и 6 раскачки, на которые поочередно подается напряжение При включении обмотки 5 магнитная жидкость 2 перемещается в зону действия этой обмотки (фиг.2); при включении обмотки 6 жидкость перемещается в ее сторону (фиг.З).

При поочередном включении обмоток 5 и б раскачки магнитная жидкость 2 перемещается из одной стороны ампулы в другую, при этом происходит ее перемешивание и становится одинаковой ее магнитная проницаемость по всей длине ампулы. После этого для более точного измерения угла наклона объекта вновь подключается вторичная обмотка 4, обмотки 5 и 6 отключаются. С вторичной обмотки 4 снимается уточненное значение угла наклона.

Таким образом, в результате наличия обмоток 5 и 6 раскачки, устраняется влияние седиментации дисперсной фазы магнитной жидкости 2. Следовательно, на выходе устройства для измерения углов наклона объекта снимается сигнал, пропорциональный углу наклона, без погрешно- стей, вносимых седиментацией дисперсных частиц магнитной жидкости 2.

Формула изобретения

Устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее ампулу, частично заполненную магнитной жидкостью, на которой размещены первичная обмотка и соединен ные встречно-последовательно

вторичные обмотки, источник питания и блок обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения выравнивания концентрации частиц магнитной жидкости, оно снабжено

двумя дополнительными обмотками, расположенными вдоль ампул и коаксиально с ней, при этом каждая из дополнительных обмоток соединена с источником питания с возможностью поочередного подключения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов наклона. С целью повышения точности на ампуле 1, частично заполненной магнитной жидкостью 2, с первичной 3 и вторичными 4 обмотками, расположены две дополнительные обмотки 5,6. Обмотки расположены вдоль ампулы и коаксиально с ней. Поочередное подключение дополнительных обмоток 5,6 к источнику питания приводит к перемещению и, как следствие, к перемешиванию жидкости, что позволяет выравнивать концентрацию частиц магнитной жидкости. 3 ил.

Фиг 2