Устройство для измерения угла наклона объекта Советский патент 1993 года по МПК G01C9/06 

ы

V .

Ё

Использование: в измерительной тех- н|ике, для измерения угла наклона объекта или стабилизации объектов в горизонтальной плоскости. Сущность изобретения: устройство содержит ампулу/частично заполненную магнитной жидкостью на которой закреплены подключенная к ге нера- тору напряжения первичная обмотка и соединенные встречно-последовательно, вторичные обмотки, подключенные через дифференциальный усилитель к регистратору, и последовательно соединенные сумматор, компаратор и регулятор напряжения. Входы сумматора подключены к вторичным обмоткам, а регулятор напряжения включен между генератором напряжения и первичной обмоткой. 1 ил.

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

Известно устройство для измерения углов наклона объекта, содержащее корпус в виде полого шара, до половины заполнен: нрго магнитной жидкостью, а также преобразователь, выполненный в виде источника магнитного поля и магнитоуправляемых контактов, попарно размещенных симметрично относительно источника магнитного, пбля.

Недостатком устройства является невысокая точность измерений, обусловленная зависимостью проницаемости магнитной жидкости от температуры, а также дискретностью выходного сигнала устройства, причем уровень квантования определяется числом пар магнитоуправляемых контактов.

Известно устройство для измерения угла наклона объекта, взятое в качестве прототипа, содержащее ампулу, частично заполненную магнитной жидкостью. На ампуле закреплены подключенная к генератору напряжения первичная обмотка и соединенные встречно-пбслёдовательйо вторичные обмотки, которые через дифференциальный усилитель подключены к регистратору.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, обусловленная зависимостью магнитной проницаемости от температуры, т.е. при фиксированном угле наклона, например, при понижении температуры происходит рост величины магнитной проницаемости магнитной жидкости, приводящий к увеличению выходного сигнала.

VI

ю

со ю к со

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния ошибки, обусловленной изменениями температуры.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее частично заполненную магнитной жидкостью ампулу, на которой закреп- л.ены подключенная к генератору напряжения первичная обмотка и соединенные встречно-последовательно вторичные обмотки, подключенные через дифференциальный усилитель к регистратору, ёведе™ ны последовательно соединенные сумматор, компаратор и регулятор напряжения, причем входы сумматора подключены к вторичным обмоткам, а регулятор напряжения включен между генератором напряжения и первичной обмоткой.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит ам.пулу 1, частично заполненную магнитной жидкостью 2. На ампуле 1 закреплены подключенная к генератору 3 напряжения первичная обмотка 4 и соединённые встречно-последовательно вторичные обмотки 5, подключенные через дифференциальный усилитель 6 к регистратору. К вторичным обмоткам 5 также подключены входы сумматора 8, выход которого через компаратор 9 подключен к управляющему входу регулятора 10 напряжения, например аттенюатора, включенного между генератором 3 напряжения и первичной обмоткой 4. На второй вход компаратора подается стабилизированное напряжение UQn, не зависящее от температуры.

Устройство работает следующим образом..

На первичную обмотку 4 через регулятор 10 напряжения подается напряжение питания от генератора 3. При горизонтальном положении ампулы 1 магнитная жидкость 2 располагается симметрично относительно половин обмоток 4, 5 и соот- ветственно напряжения на половинах обмотки 5 одинаковы и, следовательно, напряжение на выходе дифференциального усилителя б равно нулю, а напряжение на

выходе сумматора 8 равно сумме напряжений каждой половины обмотки 5.

При наклоне ампулы 1, например, вправо в правой половинке обмотки 5 наводит- ся ЭДС большая, чем в левой и выходное напряжение дифференциального усилителя 6 изменяется пропорционально разности напряжений в левой и правой половинках обмотки 5, а фаза выходного напряже

ния зависит от того, в какую сторону

происходит наклон. Напряжение на выходе сумматора 8 при наклонах ампулы 1 не изменяется, так как повышение напряжения в правой половине обмотки 5 скомпенсировано понижением напряжения на такую же величину в левой половине обмотки 5.

При неизменном угле наклона и изменении магнитной проницаемости магнитной жидкости 2 под действием температуры, например при понижении температуры, в половинах обмотки 5 происходит повышение напряжения, обусловленное увеличением магнитной проницаемости, что ведет к увеличению напряжения на входе компаратора

напряжения питания на первичной обмотке 4 и, как следствие, понижение напряжения на половинах обмотки 5.

Таким образом,, благодаря наличию обратной связи изменение параметров магнитной жидкости 2 под действием температуры (или других факторов) не приводит к изменению напряжения на выходе обмотки 5 и, следовательно, напряжение на входе регистратора 7 зависит только от величины угла наклона устройства.

Использование устройства для измерения угла наклона объекта позволяет повысить точность измерений в 1,3 раза по сравнению с прототипом; что, в свою очередь, повысит достоверность результатов измерений, позволит сократить число и время измерений, улучшит характеристики систем горизонтирования в рабочем диапазоне температур.

Фор му л а изобретения

Устройство для измерения угла наклона обьекта, содержащее ампулу, частично заполненную магнитной жидкостью, на которой закреплены подключенная к генератору напряжения первичная обмотка и соединенные встречно последовательно вторичные обмотки, подключенные через дифференциальный усилитель к регистрато#

ру, отличающеееся тем, что, с целью повышения точности за счёт уменьшения влияния ошибки, обусловленной изменениями температуры, оно снабжено последова- тельно соединенными сумматором, компаратором и регулятором напряжения. причем входы сумматора подключены к вторичным обмоткам, а регулятор напряжения включен между генератором напряжения и первичной обмоткой.

iL