Электрический уровень

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ди 1 296(51) 06 ТЕ У 10 дарственный уни- Горького детельство СССРС 9/06, 1976.тельство СССРС 9/06, 1979.УРОВЕНЬ ожет быть испо ах контроля гори онарных объектов рения малых углов повышение чувстства за счет умен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3873422/24-10 (22) 27.03,85 (46) 15,03,87, Бюл (71) Пермский госу верситет им. А.М. (72) В.А,Семенов (53) 528.541(088.8 (56) Авторское сви 9 606099, кл. 0 01Авторское свиде Р 853388, кл, С 01 (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ (57) Изобретение м зовано в устройств зонтальности стаци прецезионного изме Цель изобретения - вительности устрой щения влияния сил поверхностного натяжения жидкости. Дифференциальныеэлектроды 4 с общим электродом 5 между ними образуют дифференциальныйконденсатор, емкость которого изменяется при наклоне уровня на некоторыйугол, приводящем к смещению чувствительного элемента в виде шара 3 издиэлектрического материала, Силовоеуравновешивание шара 3 производитсянапряжением с усилителя 10 мощности,подаваемым на преобразователи 11,12 в высокое напряжение и с их выходов на дифференциальные электроды4. Общий электрод 5 выполнен с продольной щелью, ширина которой неболее чем в два раза превьппает диаметр чувствительного элемента. 1 ил.Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствамдля контроля горизонтальности стационарных объектов и для прецезионного измерения малых углов. 5Цель изобретения - повышение чувствительностипутем уменьшения влияния сил поверхностного натяженияжидкости,На чертеже показана структурнаясхема предлагаемого электрическогоуровня.Уровень содержит ампулу 1, жидкость-наполнитель 2, чувствительныйэлемент 3, выполненный в виде пузырька газа или в виде шара, дифференциальные электроды 4, общий элек-,трод 5, дополнительный электрод 6,продольную щель 7, источник 8 высокого напряжения, электронную схему8, преобразующую изменение конденсаторов в напряжение, усилитель 10мощности, преобразователи 11 и 12постоянного напряжения в высокое.Ампула 1 электрического уровня25представляет собой корпус, выполненный из диэлектрического материалавнутренняя полость которого заполнена диэлектрической жидкостью 2, содержащей пузырек газа или шар 3.Внутри ампулы 1 размещены дифференциальные электроды 4, которые в совокупности с общим электродом 5 образуют дифференциальный конденсатор.Дополнительный электрод б и общий 5 35подключены к источнику 8 высокогонапряжения. Емкости между дифференциальными электродами 4 и общим 5измеряются электронной схемой 9, свыхода которой подается пропорциональное разности емкостей напряжениена усилитель 10 мощностиС усилителя мощности напряжение 0подается на измерительный блок не показан) и на преобразователи 11 и 12 45в высокое напряжение, соединенныевыходами с дифференциальными электродами 4. Таким образом осуществляется силовое уравновешивание пузырька. Обратная связь образована усилителем 10 мощности, вход которого подключен к схеме 9, преобразующей изменение емкости дифференциального кон.денсатора в электрический сигнал, авыход - к двум преобразователям 11 и 5512, которые выходное напряжение усилителя преобразуют в высокое напряжение, Выходы преобразователей соединены с электродами дифференциального конденсатора, С целью исключения взаимного влияния частота, накоторой работает регистрирующаясхема 9, должна значительно превышать частоту, на которой работаютпреобразователи 11 и 12,Высокие напряжения, приложенныек дифференциальному конденсатору,создают электрическое поле внутринего. Вследствие различия диэлектрических проницаемостей пузырька 3 ижидкости 2, заполняющей ампулу 1,пузырек 3 выталкивается электрической силой в область более слабогополя, т.е. в зазор между дифференциальными электродами.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.В исходном положении угол наклона уровня равен нулю. При этом напряжение на выходе усилителя 10 мощности равен нулю, и с преобразователей11 и 12 на пластины дифференциального конденсатора подаются одинаковые высокие напряжений. Напряженность полей под общим электродом5 оказывается одинаковой, и силы,действующие на пузырек 3 с обеихсторон, равны, вследствие чего пузырек находится в равновесии посредине между пластинами дифференциального конденсатора.При наклоне уровня на некоторыйугол происходит смещение пузырька 3,что приводит к изменению емкости дифференциального конденсатора, которое регистрируется электронной схемой 9. С выхода схемы 9 усиленный сигнал в виде напряжейия, пропорционального разности емкостей дифференциального конденсатора, подается на преобразователи 11 и 12, с выхода которых разные высокие напряжения подаются на дифференциальные электро ды 4. При этом на электрод, в кото рый втягивается пузырек, подается большее напряжение, что приводит к появлению возвращающей силы. Смещение пузырька происходит до тех пор, пока достигнуто равновесие. Высокие напряжения, подаваемые на дифференциальные электроды 4, линейно связаны с напряжением, получаемым с усили. теля мощности, поэтому это напряжение характеризует угол наклона и является выходным напряжением уров- вых12968 Составитель В,СарахановТехред А. Кравчук Редактор С.Лисина Корректор А,Тяско Заказ 764/41 Тираж 6 У 8ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3Для повышение чувствительности измерительной схемы 9 необходимо, чтобы расстояние между общим 5 и дифференциальными 4 электродами было минимальным. С другой стороны, чувствительность повышается, если при малых наклонах уровня смещение пузырька значительно. Цель изобретения достигается, если напряжение, подаваемое на дифференциальные элек троды с преобразователей 11 и 12 при нулевом угле наклона, уменьшается. Формула изобретения 15 1,Электрический уровень, содержащий ампулу, заполненную диэлектрической жидкостью с размещенным в ней чувствительным элементом, закреплен ные в ампуле параллельно друг другу общий и дополнительный электроды,40 4подключенные к источнику высокогонапряжения, и два дифференциальныхэлектрода, подключенных вместе с общим электродом к измерительному блоку по схеме дифференциального конденсатора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения чувствительности за счет уменьшения влияниясил поверхностного натяжения жидкости, общий электрод расположен междудополнительным и дифференциальнымиэлектродами и выполнен с продольнойщелью, ширина которой не более чемв два раза превышает диаметр чувствительного элемента,2.Электрический уровень по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чточувствителыщй элемент выполнен в виде шара из диэлектрического материала, диэлектрическая проницаемостькоторого меньше, чем диэлектрическаяпроницаемость жидкости.