Преобразователь угла наклона ин-клинометра

: сйсчеоМММс "," ф, Ф: ф11 ) 7942 Ю ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 07,03.79 (21) 2736177(22-03 51) М, Кл.Е 21 В 47/02 исоединением заявкиГосударственный комитет СССР(45) Дата опубликования описания О.01.81 2,241,788.8) елам изобретений и открытийА. И. Фионов, А. Б. Благовещенский Р. В, Китманов ектно-конструктор- еологоразведочных Всесоюзный нау ский институт г-исследовательскии и иизических исследованийскважин 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА НАКЛОНА ИНКЛИНОМЕТР Изобретение относится к области геофизических исследований, а именно к устройствам для измерения углов.Известны преобразователи зенитных углов в инклинометрах, содержащие прово димые плоскостью к апсидальной плоскости упругие консольно заделанные пластины с наклеенными тензорезисторами и с утяжеленными свободными концами 1.Выходной сигнал этого преобразователя 10 пропорционален синусу измеряемого зенитного угла. Это ведет к тому, что чувствительность преобразователя при достижении зенитного угла 60 составляет 0,5 от первоначального, а в дальнейшем падает на столько быстро, что область применения этих преобразователей практически и ограниничивается первыми 60 зенитного угла. Известны также преобразователь зенит ного угла с расширенным диапазоном измерения и линеаризированной характеристикой, содержащей несколько чувствительных элементов с тензорезисторами. В них одинаково чувствительные элементы повернуты 25 относительно друг друга на заранее заданные углы, область перемещения свободного конца каждого из чувствительных элементов ограничена упорами таким образом, что при любом измеряемом угле в рабочем 30 зазоре находится только один чувствительных элементов 2.Известный преобразователь требует очень точной регулировки установки упоров, ограничивающих рабочие зазоры и тонкой настройки чувствительных элементов для идентификации их характеристик в рабочих зазорах.Цель изобретения заключается в упрощении конструкции и повышении чувствительности преобразователя с линеаризованной в широком диапазоне измерения характеристикой.Цель достигается тем, что в преобразователе угла наклона каждый последующий чувствительный элемент с тензорезисторами установлен ортогонально по отношению к последующему, а тензорезисторы на консольных пластинах включены последовательно, Причем, если последовательно включены тензорезистор одного чувствительного элемента с положительным знаком деформации (растяжение) и тензорезистор другого чувствительного элемента с отрицательным знаком деформации (сжатие), преобразователь имеет рабочую область характеристики в диапазоне углов 0 - 90, если же последовательно включены тензорезисторы чувствительных элементов с одноименным знаком деформации, рабо794210 фиг.Ю чая область характеристики преобразователя лежит в диапазоне углов 90 в 1,На фиг. 1 изображен преобразователь угла наклона; на фиг. 2 - схема соединениятензорезисторов для измерения углов в диапазоне 0 - 90; на фиг. 3 - то же, в диапазоне 90 - 180.Преобразователь состоит из чувствительных элементов 1 и 2, выполненных в видеконсольно заделанных упругих пластин с 10грузом на свободном конце и с наклеенными у места заделки тензорезисторами, работающими на растяжение 3 и на сжатие4. Чувствительные элементы 1 укреплены врамке 5.15Действие преобразователя основываетсяна том, что когда рамкой 5 плоскость изгибания пластин чувствительных элементов 1и 2 совмещается с апсидальной плоскостью,деформация пластины чувствительного элемента 1 пропорциональна косинусу угла наклона инклинометра, а деформация пластины чувствительного элемента 2 - синусуэтого угла. Соответственно, функциями косинуса и синуса измеряемого угла являются выходные сигналы, в которые эта деформация преобразуется тензорезисторами накаждом из чувствительных элементов.Сложенные последовательным включениемравномерных по знаку деформации тензорезисторов, как это показано на фиг. 2, этисигналы дают на выходе преобразователяразность косинуса и синуса. Последовательное же включение одноименных по знакудеформации тензорезисторов - схема на 35фиг, 3 дает сумму этих функций.Из известных соотношений тригонометрии.соз- з 1 п у = соз (45 + )/2,40соз + з 1 п р = з 1 п(45+ 9)Ф 2следует, что в первом случае сдвиг косинусоиды на 45 обеспечивает измерение углов в диапазоне 0 - 90 с линейностью не более 4%, во втором - с той же нелинейностью в диапазоне 90 в 1. Уровень сигнала в каждом случае возрастает в 2 раза сравнительно с сигналом одиночного чувствительного элемента. Все это обеспечивает эффективность применения преобразователя угла наклона инклинометра. Формула изобретения 1. Преобразователь угла наклона инклинометра, содержащий рамку, чувствительные элементы, выполненные в виде пластины с укрепленными на них тензорезисторами и грузами, о тли ч а ю щи й ся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, каждый последующий чувствительный элемент установлен ортогонально по отношению к предыдущему, а тензорезисторы соединены последовательно.2. Преобразователь по п. 1, отличающи й с я тем, что, с целью обеспечения работы в диапазоне углов 0 - 90, тензорези. сторы положительного знака деформации одного чувствительного элемента соединены последовательно с тензорезисторами отрицательного знака деформации второго чувствительного элемента.3, Преобразователь по п. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения работы в диапазоне углов 90 в 1, последовательно включены тензорезисторы одного знака деформации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР620588, кл. Е 21 В 47/02, 1978.2. Авторское свидетельство СССР649835, кл. Е 21 В 47/02, 1979.