Датчик для гидростатического нивелира Советский патент 1975 года по МПК G01C5/00 G01C9/22 

1

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для определения превышений точек объектов, а также для измерения вертикальных размеров.

Известны гидростатические нивелиры, содержащие сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, контактные элементы и индикаторные устройства. Одна из погрешностей измерений с помощью таких нивелиров вызвана отклонением оси датчика (сосуда) от вертикали. Сосуды имеют форму цилиндра с вертикальным расположением оси. Поскольку контролируемые значения линейных размеров определяются величиной смещения уровня жидкости в датчиках и, следовательно, находятся в зависимости от объема перетекаемой рабочей среды из одного сосуда в другой, то ее площадь поверхности и высота столба во время измерений не должны изменяться при наклонах сосуда. В цилиндрических же сосудах отклонение их оси от вертикали ведет к увеличению площади поверхности жидкости и изменению высоты ее столба, а, следовательно, к дополнительным погрещностям.

С целью повыщения точности путем сохранения постоянства площади поверхности жидкости при отклонении оси датчика от вертикали сосуд предлагаемого датчика выполнен в виде двух концентрично расположенных полусфер с центром в точке контакта его с контролируемым объектом, в которой установлен контактный элемент, имеющий форму конуса. На фиг. 1 приведена принципиальная схема

датчика; на фиг. 2 - устройство гидростатического катетометра, в котором он используется.

Датчик состоит из контактного элемента 1, выполненного в виде конуса и предназначенного для контакта с объектом, и сосуда с внешней 2 и внутренней 3 стенками. Обе стенки представляют собой поверхности полусфер с радиусами R и г и расположены концентрично с центром в вершине конуса контактного элемента. В таком сосуде площадь поверхности жидкости в пределах малой сферы в любом горизонтальном сечении и высота столба жидкости для данного ее уровня при наклонах оси датчика будут постоянными.

Датчик предназначен для работы с гидростатическим катетометром.

Процесс настройки датчика и измерения им осуществляются следующим образом. Датчик устанавливают в исходную (базовую) точку а, затем в соответствующее ему положение по стойке 4 катетометра перемещают с помощью винтовой пары пульт 5 до установки пузырька ампулы уровня 6, опирающейся на поплавок 7 и подвижную в вертикальном направлении цризму 8, в нуль-пункт.

Штырем 9 фиксируют калибр 10 на одно из его отверстий и закрепляют на стойке. Затем датчик устанавливают в гнездо И, подводя его контактором к базовой точке б, и устанавливают пузырек ампулы снова в нульпункт. Для контроля вертикального размера «Н между точками айв перемещают пульт по стойке, отсчитывая номинальный размер кратно шагу отверстий по калибру, а в пределах одного шага - по вмонтированному в пульт индикатору 12, передвинув до контакта с точкой индикатора упор 13. Перемещением призмы устанавливают пузырек ампулы в нуль-пункт и нулевое деление щкалы индикатора 14, находящегося в контакте с призмой, совмещают со стрелкой. Этим приемом компенсируется отклонение от настройки по базовой точке, вызванное изменившимся давлением жидкости на стенки шланга 15. Далее датчик устанавливают во вторую контролируемую точку и перемещением призмы приводят пузырек ампулы уровня в нуль-пункт, при этом стрелка индикатора укажет отклонение положения второй точки от номинального значения.

Предмет изобретения

Датчик для гидростатического нивелира, содержащий сосуд, частично заполненный жидкостью, и контактный элемент, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения путем сохранения постоянства площади поверхности жидкости при отклонении оси датчика от вертикали, в нем сосуд выполнен в виде двух концентрично расположенных полусфер с центром в точке контакта его с контролируемым объектом, в которой установлен контактный элемент, имеющий форму конуса.

ц

Фиг.2

Фиг i