Гидростатический нивелир

318814 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКРМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства-аявлено 11.71,1969 ( 1336468/18-10) 1 ПК С 01 с 9 1 с присоединением заявкиомитет по ела Приоритет -Опублииовано 28.Х.1971. Бюллетень3Дата опубликования описания 13.11.197 зобретений и аткрытипри Совете МинистровСССР К 528.546 (088.8) вторызобретения Е. В. Тузов и Р. А. Мовсесян Ереванский политехнический институт им. К. МаркЗаявит ДРОСТАТИЧЕ ВЕЛИР относится роения и рерывных идростатиопасных д станционн Изобретение к области геодезического приборост предназначено для проведения нее нивелировочных работ методом г чеокого нивелирования в условиях, ля обслуживающего пе,рсонала, с ди ым отсчетом показаний.Известные устройства с емкостными гидростатическими датчиками не позволяют с необходимой точностью проводить измерения с дистанционным отсчетом показаний.Для повышения точности при дистанционном непрерывном измерении, измерительная мостовая схема предлагаемого прибора выполнена таким образом, что два плеча моста образованы двухсекционным перемененным конденсатором, два других плеча - двумя обмотками высокочастотного трансформатора с тесной индуктивной связью, датчики уровня жидкости соединены с мостом посредством провода в двойном экране, причем провод и наружный экран подключены в плечи, моста параллельно секциям дифференциального переменного конденсатора, а внутренний экран соединен с общей точкой индуктивно связанных плеч моста.На фиг. 1 показана схема описываемого гидростапичеокого нивелира; на фиг. 2 - схема подключения датчика к измерительному мосту,В отличие от обычного гидростатическогонивелира предлагаемый нивелир имеет изолированный электрод (или систему. электродов) 1, расположенный в корпусе 2 и являющийся 5 потенциальной обкладкой конденсатора емкостного датчика уровня жидкости, вторым (заземляющимся в электрическом отношении) электродом которого является корпус нивелира 2. Посредством гидропровода 8 нивелир 2 1 О образует систему сообщающихся сосудов с нивелиром 4, в котором также установлен электрод 5 емкостного датчика уровня жидкости.К измерительному устройству б подключены электрическими проводами 7 электроды 15 датчиков.В качестве измерительного устройства может быть использован электрический мост, питающийся от генератора 8 переменного тока, Емкости электродов 2 и 5 включены в два 20 смежных плеча моста, два других плеча которого образованы конденсаторами 9 и 10.Разбаланс моста, зависящий от разностиуровней жидкости в нивелирах, отсчитывается по индикатору разбаланса.25 При большом расстоянии между нивелирами и измерительным устройством емкость электрических соединительных проводов 7 может достичь значительной величины. Она будет шунтировать емкости датчиков, что сни- ЗО жает чувствительность датчиков и приводитк нестабильности показаний из-за вариацийемкости соединительных проводов.Для исключения влияния емкости соединительных проводов емкости датчиков 2 и 5 нивелира подключены к измерительному моступосредством соединительного кабеля, представляющего собой провод в двойном экране -наружном 11 и внутреннем 12, изолированныхдруг от друга, Электроды датчиков соединеныизмерительным мостом посредством центрального проводника кабеля и его наружного экрана. В качестве измерительного моста в этомслучае применяется мост с тесной индуктивнойсвязью плеч, обмотки 13 и 14 которого, являясь плечами моста, имеют тесную индуктивную связь плеч, а обмотка 15 - выходнаявозбуждает нуль-орган 1 б. Генератор 8 обеспечивает питание моста. Внутренние экраны 12соединительных кабелей соединены с потенциальным выходом генератора 8, питающегомост,Таким образом, обеспечивается нейтрализация влияния емкостей соединительных кабелей на равновесие измерительного мостатеоретически при сколь угодно большой длинесоединительных кабелей,Поскольку при равенстве уровнейнивелируемых точек поверхности сооружения датчики 2 и 5 нивелиров имеют равные емкости,мост находится в состоянии баланса при равенстве емкостей секций дифференциальногопеременного конденсатора 9 и 10. Перераспределение жидкости в сообщающихся сосудахприводит к разбалансу моста на величинуразности емкостей датчиков, пропорциональной разности уровней нивелируемых точек поверхности (что обеспечивается конструкциейэлектродов датчиков). Вращением ротора переменного конденсатора добиваются балансамоста и по углу его поворота, необходимомудля приведения моста в состояние равновесия, производят отсчет разности уровней.Описываемый нивелир, позволяет организовать дистанционное нивелирование, в том числе и непрерывиое, без применения прецизионных кинематических узлов, подверженных быстрому износу. Для автоматизации нивелировочных работ в мост с тесной индуктивнойсвязью плеч включают дополнительную оомотку с секциями, коммутируемыми с определенной низкой частотой (например, 50 ги,)ключом, что при последовательном включении секций дополнительной обмотки с плечом(например, 13) моста вызывает модуляциюмагнитного потока сердечника моста и, какследствие, модулирует выходное напряжениемоста, получаемое с обмотки 15. Причем фаза5 огибающей выходного напряжения меняетсяна 180 при изменении знака разбаланса моста. Это напряжение усиливается усилителемвысокой частоты, детектируется каскадом, усиливается до мощности, необходимой для уп 10 равления электроприводом посредством усилителя. Электропривод, имея кинематическуюсвязь с конденсатором, меняет его емкостьпри вращении. Таким образом, образуетсяследящая система авторегулирования, которая1 Б устанавкой ротора конденсатора на определенный угол, пропорциональный разности нивелируемых точек поверхности, поддерживаетмост в состоянии равновесия, При этом исключено влияние емкостей соединительных кабе 20 лей, Следует заметить, что ключ модуляторацелесообразнее выполнить бесконтактным,При необходимости измерения уровней нескольких точек создают единую систему нескольких сообщающихся сосудов, датчик од 25 ного из которых должен быть подключен кмосту постоянно, обеспечивая сигнал уровня- опорной точки, а.остальные. датчики подключаются к месту поочередно на время, необходимое для съема информации, переклкчатеЗО лем. Одна секция переключателя коммутируетвнутренние экраны соединительного кабеля, адругая секция коммутирует датчики,Предмет изобретения ЗэГидростатический нивелир, содержащийдва сообщающихся сосуда, заполненных рабочей жидкостью, в которых расположены электроды емкостных датчиков уровня жидкости, 40 и измерительную мостовую схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при дистанционном непрерывном измерении, в нем два плеча моста образованы двухсекционным переменным конденсатором, два других 40 плеча - двумя обмотками высокочастотноготрансформатора с тесной индуктивной связью, а датчики уровня жидкости соединены с мостом посредством провода в двойном экране, причем провод и наружный экран подклк)чены 00 в плечи моста параллельно секциям дифференциального переменного конденсатора, а внутренний экран соединен с общей точкой индуктивно связанных плеч моста.