Инклинометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 178985 51)5 6 9 0 СССР)САНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР стора (8 и 9) выравнивающего разделительных конденсатора ( чик наклона 12, 1 резистор (16), ный усилитель (17), 1 резисто связи (18), 1 резистивный делит сторах (19 и 20), 1 разделительн сатор (21), 1 демодулятор (22), 1 .1 аналого-цифровой преобраэов 1 индикатор (25), Генератор пря импульсов состоит из 1 мультив и 1 делителя (5) с коэффициент два, выполненного по схеме О прямым и инверсным выходами 10-12 - 16-17 - 21 - 22 - 23 - 24 - 25, 18-17, 5 - 9 - 11 - 12, 5 - 22, 2-3, 2 - 24 един 1 С 9/О(54) ИНКЛИ (57) Область техника. Су метр содер источник оп ратор прямо ОМЕТРиспользования; измщность изобретения ит 1 источник пит рного напряжения гольных импульсов ерительнаяинклиноания (1), 1 (2), 1 гене- (3), 2 резилее раздвоение цепи; 1 аЪтвь - правая часть чувствительного элеменФ,"т, контакт "а" чувствительного элемента, верхняя частью Вд;2 ветвь -:левая"частьчувствительного элементакойтакт "в",: йижня я часть Вд, на движке. Вдцепиобьединфются, далее В 13, и .вход операционного усй 4 ителя 04; протека- ние постояйного тока"может быть обуслов- О лено входнымй "токами смещения 00 операционного усилителя 4, Чувствитель- (Я ные элементы подобного типа в большинстве (Я своем заполняются электропроводящими жидкостями (электролитами), подверженными электролизу при протекании через них постоянного тбка. Данное явление недопустимо, так как приводит если не к выходу иэ строя датчика; то, по крайней мере, к ухудшению точности прибора. Так, например, при использовании датчика ДЖМБ допускается протекание постоянного тока(ДСП), Вторым недостатком инклинометра является необходимость применения инвертора тносится к измеритель ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ8 ЕДОМСТВО СССР(56) Патент ЕПВ )ч. 0123460, кл. 631.10.84 г,Изобретение оной технике.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является инклинометр, содержащий двуполярный источник питания, источник опорного напряжения (прецизионный), генератор, модулятор, усилитель, инвертор, чувствительный элемент (ампулу с тремя электродами), усилитель масштабный, демодулятор, фильтр, аналого-цифровой преобразователь, жидкокристаллический дисплей, другие вспомогательные (сервичные) устройства, предназначенные для удобства работы оператора, Недостатком данного инклинометра является включение чувствительного элемента с гальванической связью в двух точках, что (согласно схеме преимущественного применения) создает опасность протекания постоянного тока через чувствительный элемент, что недопустимо, по цепи; корпус, В 1 о, контакт с чувствительного элемента, даэлемента, 2 10 и 11), дат масштабр обратной ель на резиый конденфильтр (23), атель (24) и моугольных ибратора (4) ом деления -триггера с 6,7.4 - 5 - 8 - 1-2-19-17- ,19 - 20.2 ил, 1789855Оз (26) в цепи питания ч,э., что, во-первых, требует повышения мощности в источнике питания, а также требует точной коррекции рассогласования выходных амплитуд (повторителя), усилителя 25 и инвертора 26.Цель изобретения - повышение точности и снижение энергоемкости,Поставленная цель достигается тем, что в инклинометр, содержащий источник питания, источнИк образцового напряжения, генератор, прямоугольных импульсов, чувствйтельйый элемент - ампулу с тремя выводами усилитель масштабный, демодулятор, фильтр, АЦП и индикатор, дополнительно введены противофэзный выход генератора, два резистора, один резистор соединен с прямым выходом генератора, а другой - с противофазным выходом, два разделительных конденсатора, соединенные одними выводами с резисторами, а другими - с первым" и вторым контактами датчика, третий контакт которого соединен с входным резистором инвертирующего усилителя, в цепи обратной связи котброго содержится подстроечный резистор, причем неинвертирующий вход усилителя под- ключен к средней точке резистивного делителя, вторые выводы резисторов подключень 1 соответственно к источнику опорного напряжения и к корпусу (общей точке), выход масштабного усилителя через разделительный конденсатор подключен к демодулятору;Функциональная схема инклинометра приведена на фиг.1; на фиг.2 - напряжения на выходах генератора.Инклинометр содержит источник питания, источник опорного. напряжения 2, генератор прямоугольных импульсов 3 со скважностью 2, состоящий из мультивибра, тора 4 и делителя 5 с коэффйциентом деления 2, делитель" выйолйен по схеме О-трйгтерб с прямым и инверсным выходами 6, 7, два резистора 8,9, два разделительных конденсатора 10, 11, соединенние однймй выводами с резисторами, а другими - с датчиком. 12 через два контакта 13, 14, образуя емкостные связи, третий контакт 15 датчика 12 осуществляет гальваническую связь, соединен с резистором 16 масштаб- кого усилителя 17 сподстроечным резистором 18 в цепи обратной связи, причем неинвертирующий вход усилителя подключен к средней точке резистивного делителя, состоящего из резисторов 19,20, вторые вы воды которых подключены соответственно к источнику опорного напряжения и к общей точке, выход усилителя через разделительный конденсатор 21 подключен к последовательно соединенным демодулятору 22, фильтру 23, аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 24 и индикатору 25, один из выходов генератора (прямой) подключен к управляющему входу демодулятора. "Работа инклинометра происходит следующим образом. 510 ния, пропорциональный углу наклона датчика; импульсы рассогласования через 30 разделительный конденсатор поступают кдемодулятору, где выделяется одна полуволна сигнала и таким образом фиксируется знак наклона, а затем через сглаживающий фильтр выпрямленный сигнал рассогласо вания поступает к АЦП и с АЦП нэ индикатор, Масштабный усилитель в цепи обратной связи имеет переменный резистор, подстройкой которого добиваются высвечивания на табло индикатора значений в 40 угловых единицах. Резистор 8 переменный,предназначен для выравнивания значений выходных сопротивлений противоположных плеч генератора. С целью предотвращения протекания кратковременных токов 45 заряда разделительных конденсаторов 10,11 при включении прибора (а протекание этих токов может осуществляться только через чувствительный элемент - датчик наклона) до150 напряжения Оср= - Ооп неийвертирующий2вход масштабного усилителя соединен со средней точкой резистивного делителя 19, 20, поддерживающего на неинвертирующем входе напряжение, равное Оср. При включении питания самовозбуждэющийся генератор начинает вырабатывать прямоугольные импульсы напряжения 15 скважности 2, появляющиеся на его прямоми инверсном выходах, Через ВС-цепи (8,10;9, 11) противофазные импульсы поступают на выходы 13, 14 датчика наклона, а с вывода 15 - на вход масштабного усилителя. При 20 отсутствии наклона датчика полные сопротивления плеч датчика 14 - 15 и 13 - 15 будут равны и нэ выходе масштабного усилителя переменный сигнал будет отсутствовать. С появленйем наклона датчика, равенство 25 полных сопротивлений плеч датчика нарушится и на выходе масштабного усилителя появится переменный сигнал рассогласовэФормула изобретения Инклинометр, содержащий двухполюсный источник питания, источник опорного напряжения, подключенный к генератору, один из выходов которого подключен к демодулятору, датчик наклона в виде ампулы, частично заполненной электролитом, с тремя выводами, два иэ которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам генератора через соответствующие разделительные конденсаторы и выравнивающий элемент с переменным резистором, а третий вывод подключен к входному резистору масштабного усилителя с резистором в цепи обратной связи, при этом выход масштабного усилителя через разделительный конденсатор подключен к последовательно соединенным демодулятору, фильтру, аналого-цифровому преобразователю и индикатору, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и снижения энергоемкости, генератор выполнен в виде мультивибратора и подключен ного к немуделителя частоты на два, входомпитания подключенного к источнику опорного напряжения и выполненного на О-триггере, выравнивающий элемент выполнен с дополнительным резистором, дополнитель ный и переменный резисторы включенымежду соответствующими разделительными конденсаторами и выходами генератора, резистор в цепи обратной связи масштабного усилителя выполнен регулируемым, а не инвертирующий входмасштабногоусилителяподключен к средней точке введенного резистивного делителя, две крайних точки которого подключены соответственно к источнику опорного напряжения и к общей шине.