Двухкоординатный электролитическийпРЕОбРАзОВАТЕль углА НАКлОНА Советский патент 1981 года по МПК G01C9/24 G01C9/36 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к электролитическим преобразователям угла наклона объектов и предназначено для определения положения строительных конструкций, машин и механизмов.

Известны электролитические преобразователи, позволяющие производить измерение в двух взаимных перпендикулярных плоскостях. Они состоят из герметичного корпуса, верхняя часть которого изготовлена по сфере большого радиуса, металлического основания, выполняющего роль питающего элктрода, четырех изолированных друг от друга измерительных электродов, установленных по окружности в верхней части корпуса преобразователя. Корпус частично заполнен токопроводящей жидкостью - электролитом Ц,

12.

3 указанной конструкции электролитических преобразователей сопротивление между измерительными и питающим электродами изменяется за счет увеличения или уменьшения площади перекрытия их торцовых поверхностей токопроводящей жидкостью, в связи с чем предъявляются особые тенологические требования к качеству

изготовления рабочих поверхностей измерительных электродов. Кроме того из-за частичного нагружения измерительных электродов в жидкости не исключена возможность попадания электролита на несмоченную рабочую поверхность электрода при малейшем встряхивании преобразователя, что приводит к понижению стабильности измерений, к ограничению его чувствительности.

Известны также электролитические преобразователи углов наклона с полностью погруженными в электролит электродами. Такие преобразователи отличаются более высокой стабильностью и точностью 3, 4j.

Однако чувствительность преобразователей на больших пределах измерения углов наклона остается недостаточной.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухкоординатный электролитический преобразователь угла наклона, содержащий диэлектрический корпус с верхней полусферой и нижним плоским основанием, частично заполненный электролитом, и пять впаянных электродов. .Центральный электрод введен через верхнюю часть полусферы, а четыре измерительных электрода,, размещенные под прямыми углами друг у другу через боковые стенки корпуса. Электр ческое сопротивление между электрода Nm зависит от положения газового пузырька, т. е. от угла наклона, за счет изменениясечения электролита по объему внутренней полости уровня 15. Однако, в связи с тем, что сечение электролита во внутренней полости не равномерно ( максимально оно в середине), то при измерении неболь ших угловых отклонений от положения равновесия чувствительность преобразователя будет невысокой. Цель изобретения - повышение чувствительности двухкоординатного электролитического преобразователя угла наклона. Для достижения указанной цели эле ктролитический преобразователь угла наклона, содержащий диэлектрический корпус сверхней полусферой и нижнидМ основанием, заполненный электролитом с газовым пузырьком, один центральный и четыре боковых измерительных электрода, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, снабжен подвижным токопроводящим элементом электрически связанным с центральным электродом, а нижнее основание корпу са выполнено в виде части сферы, образующие направлены в сторону верхней полусферы. На фиг. 1 схематично изображена конструкция преобразователя; на фиг. разрез А-А на фиг. 1. Электролитический преобразователь состоит из диэлектрического корпуса 1, внутренняя полость которого образована верхней сферической поверхностью 2 и нижней сферической поверх ностью 3, основания 4, электролита 5, газового пузырька б, подвижного токопроводящего элемента 7, выполненного, например, из ртути, центрального электрода 8 и боковых измерительных электродов 9. Измерительные электроды - предпочтительнее всего платиновые с хорошо развитой поверхностью. В качестве электролита 5 при меняется спиртовой раствор хлористого лития. Герметизация ячейки обеспечивается уплотнительной прокладкой 10. Преобразователь включается в измерительную мйстовую схему, позволяющую регистрировать изменения сопротивления между центральным 8 и боков ми 9 электродами. ;. Электролитический преобразователь работает следующим образом. При горизонтальном расположении контролируемой поверхности объекта измерительная схема электролитическо го преобразователя сбалансирована. При произвольном наклоне газовый пузырек б перемещается, стремясь занять наивысшее положение во внутренней полости преобразователя. При этом, за счет изменения сечения электролита 5, по внутреннему объему герметичного корпуса 1 изменяются величины сопротивлений между электродами 8 и 9. Одновременно с этим подвижный токопроводящий элемент 7, плотность которого превышает плотность электолита 5, смещается в противоположную сторону, стремясь занять..наиболее низкое положение. Изменение расстояния между электродами 8 и 9 за счет подвижного токопроводящего элемента 7, электрически связанного с центральным электродом 8, увеличивает разбаланс электролитического преобразователя, вносимый положением газового пузырька. Таким образом, двухкоординатный электролитический преобразователь воспринимает отклонения от горизонтального положения и преобразует их в пропорциональные углы наклона, соответствующие изменению электрического сопротивления между центральны: В и измерительными 9 электродами. Техническая эффективность предлагаемого преобразователя заключается в том, что наличие подвижного токопроводящего элемента, электрически связанного с центральным электродом, обеспечивает значительное повышение чувствительности электролитического преобразователя, что позволяет в качестве вторичных приборов использовать измерительные схемы с меньшим коэффициентом усиления. Кроме того, увеличение отношения полезного сигнала к величине дрейфа обеспечит достаточную стабильность работы устройства при измерении малых углов наклона. Формула изобретения Двухкоординатный электролитический преобразователь угла наклона, содержащий диэлектрический корпус с верхней полусферой и нижним основанием, заполненный электролитом с газовым пузырьком, один центральный и четыре боковых измерительных электрода, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен подвижным токопроводящим элементом, электрически связанным с центральным электродом, а нижнее основание корпуса выполнено в виде части сферы, образующие которой направлены в сторону верхней полусферы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР P 201670, кл. G 01. С 9/18, 01.03.65. ; 2. Авторское свидетельство СССР i 440552, кл. G 01 С 9/18, 31.01.72.

3.Авторское свидетельство СССР

281922, кл. G 01 Р 15/08, 25,06.6,9.

4.Патент Великобритании № 993715, кл. GIN, опублик. 1963.

5. Бычков О.Д. Уровни и микронивелиры и их применение для геодезической выверки конструкций. М., Нелра, 1973, с. 62-63 (прототип).

Ю