Датчик угла наклона Советский патент 1978 года по МПК G01C9/36 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для измерения углов наклона объектов.

Известны датчики угла наклона объекта, содержащие корпус, заполненный жидкостью, находящейся под действием гравитационных сил, и преобразователь углов наклона в электрический сигнал, выполненный в виде герметизированных магнитоуправляемых контактов и источника магнитного поля.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является датчик угла наклона, содержащий корпус, заполненный жидкостью, источник магнитного поля и магнитоуправляемые контакты, расположенные симметрично относительно указанного источника и подключенные к источнику тока по дифференциальной схеме.

Однако такие датчики неработоспособны при повороте их вокруг горизонтальной оси.

Цель изобретения - обеспечение измерения угла наклона при вращении датчика вокруг горизонтальной оси.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике корпус имеет форму эллипсоида вращения, с наружной стороны которого жестко закреплены магнитоуправляемые контакты, внутри корпуса размещен источник магнитного поля, выполненный в виде эллипсоидальной вакуумированной ампулы с магнитом, центр массы которой расположен ниже ее горизонтальной оси, при этом образующие эллипсоидов вращения корпуса и ампулы в плоскости их соприкосновения имеют равные радиусы кривизны.

На чертеже схематически показан предлагаемый датчик угла наклона. Датчик содержит 1, заполненный

жидкостью 2 с удельным весом, превышающим вес ампулы 2, выполненной в виде полого герметичного вак умированного эллипсоида, в нижней части которого параллельно образующей укреплен постоянный магнит 3.

Симметрично относительно магнитоуправляемых контактов 4, жестко связанных с наружной поверхностью корпуса 1, расположена вакуумированная ампула с магнитом. Магнитоуправляемые контакты 4 включены в измерительную цепь по дифференциальной схеме.

В исходном положении, когда ось датчика параллельна горизонту, вакуумированная ампула расположена симметрично относительно магнитоуправляемых контактов. Силы магнитного взаимодействия в рабочих зазорах магнитоуправляемых контактов, создаваемые магнитом 3 ампулы одинаковы, при этом равны и зазоры между контакт-деталями обоих контактов. Поскольку последние включены в

измерительную цепь по дифференциальной

схеме, а в их рабочих зазорах поддерживается тлеющий разряд, то регистрируется нулевая разность нотенциалов.

При вращении датчика вокруг горизонтальной оси магнитоуправляемые контакты приближаются к магнитной ампуле, сохраняя симметричное расположение, так как ампула всякий раз остается в верхней части жидкостной ампулы; разность потенциалов при этом не изменяется.

При наклоне датчика магнитная ампула смещается относительно магнитоуправляемых контактов, изменяются силы магнитного взаимодействия в их рабочих зазорах, появляется разность потенциалов, пропорциональная углу наклона датчика. Изменение направления наклона объекта приводит к изменению знака разности потенциалов.

Для удержания ампулы с магнитом в вертикальном положении центр ее массы расноложен ниже горизонтальной оси симметрии.

Ионользование магнитоуправляемых контактов и их симметричное расположение относительно магнитной ампулы обеспечивает резкое изменение сигнала при незначительных перемещениях ампулы. Значительное повыщение уровня выходного сигнала не требует применения сложных схем промежуточного преобразования. Кроме того исключается влияние поворота датчика вокруг горизонтальной на рез льтаты измерения уровня.

Формула изобретения

Датчик угла наклона, содержащий корпус, заполненный жидкостью и магнитоунравляемые контакты, расположенные симметрично относительно источника магнитного поля и включенные в измерительную цель по дифференциальной схеме, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерений угла наклона при вращении датчика вокруг горизонтальной оси, в нем корпус имеет форму эллипсоида вращения, с наружной стороны которого жестко закреплены магнито травляемые контакты, внутри корпуса размещен источник магнитного ноля, выполненный в виде эллипсоидальной вакуумированной ампулы, с магнитом, центр массы которой расположен ниже ее горизонтальной оси, нри этом образующие эллинсоидов вращения корпуса и ампулы в плоскости их соприкосновения имеют равные радиусы кривизны.