Устройство для определения изменения углов наклона объекта Советский патент 1977 года по МПК G01C9/02 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для о-пределбния изменения углов наклона объектов.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие измерительный маятник из ферромагнитного материала и каркас с обмоткой индуктивного датчика, включенного в цепь преобразователя 1, 2. В этих устройствах диапазон измеряемы.х углов наклона не превышает ±50°; недостаточно используется отведенное для устройства пространство, так как необходимо последовательное введение измерительного маятника в область взаимодействия с магнитным полем катушки индуктивного датчика и выведение его из этой области. Кроме того, измерительный маятник при наклонах объекта последовательно .попадает в электромагнитные поля катушки индуктивного датчика, резко различающиеся по своей однородности и интенсивности, что приводит к потере точности и чувствительности определения изменения углов наклона.

Наиболее близким из указанных датчиков по технической сущности предлагаемому является устройство для определения изменения vглoв наклона объекта, содержащее основалие, маятник из ферромагнитного материала и каркас с обмоткой индуктивного датчика, включенного в цепь измерительного преобразователя 1.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности, расщирение рабочего диапазона и уменьшение габаритов.

Цель достигается тем, что маятник выполнен в виде сплошного диска из анизотропного в магнитном отношении материала, маятник и его опоры расположены внутри полости каркаса с обмоткой и так что ось вращения маятника перпендикулярна оси наклона каркаса с обмоткой и оси магнитной анизотропии маятника, а каркас имеет прямоугольное сечение.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного устройства.

Маятник 1 в виде сплошного диска (цилиндра, образующая которого параллельна оси подвеса) подвешен на опорах качения 2 внутри полости каркаса 3, имеющего .прямоугольное сечение. На каркасе расположена обмотг

ка 4, включенная в цепь измерительного преобразователя 5. Датчик закреплен на основании 6, укрепляемом на объекте. Устройство работает следующим образом. При изменении угла наклона объекта маятник поворачивается на опорах качения, изменяя угол между осью анизотропии его материала (показанной па чертеже стрелкой), и направлением поля катушки, совпадающим в этой области с осью катушки. Положение маятника, когда ось его анизотропии совпадает

с осью катушки (угол наклона ) хар-актеризуется максимальным значением и-ндуктивности катушки, т. е. j -raax- При углах наклона ось анизотропии маятника и ось катушки индуктивности взаимно пернендикулярны. При этом катушка характеризуется минимальным значением индуктивности. В промежуточных положениях определяемых углов «аклона катушка имеет значения индуктивности, расположенные между крайними значениями. Отношение максимального и минимального значений индуктивности зависит от отношения магнитной проницаемости материала маятника вдоль и поперек оси его анизотропии. Конструкция устройства позволяет измерительному маятнику постоянно находиться при любых изменениях угла наклона объекта в месте максимальных однородности и интенсивности электромагнитного поля обмотки индуктивного датчика, что -приводит к повышению точности, чувствительности, к расширению рабочего диапазона до ±90° при одновременном уменьшении габаритов до размеров, определяемых конструктивными размерами опор качения измерительного маятника. При испытаниях датчика была получена чувствительность порядка 300 мВ на -1° нри разности коэффициентов анизотропии, равной 25. С целью достижения минимальных габаритов и веса, а также упрош,ения технологии изготовления и настройки целесообразно применять каркас прямоугольного сечения и маятник цилиндрической формы. Форма каркаса может быть и иной, например цилиндрической, при этом для достижения максимальных точности и чувствительности форма маятника должна быть изменена (для цилиндрического каркаса - шаровой маятник).

Формула изобретения

1.Устройство для определения изменения углов наклона объекта, содержащее основание, маятник из ферромагнитного материала и каркас с обмоткой индуктивного датчика, включенного в цепь измерительного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности, расширения рабочего диапазона и уменьшения габаритов, в нем маятник выполнен в виде сплошного диска из анизотропного в магнитном отношении материала, маятник и его опоры расположены внутри полости указанного каркаса и так, что ось вращения маятника перпендикулярна оси наклона каркаса и оси магнитной анизотропии маятника.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каркас имеет прямоугольное сечение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 410249, кл. G 01С 9/02, 1972.

2.Авторское свидетельство Л 253391, Кл. G 01С, 9/02, 1970.