Устройство для измерения высоты относительно исходного уровня

1111 482615 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Свита Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. б 01 Ь 7/02 Уосударственный комитегСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут им, В, В. Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ИСХОДНОГО УРОВНЯИзобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин иможет быть использовано, в частности, дляизмерения уровня сыпучих, жидких и твердыхтел, для контроля толщины слоя на конвейере,для измерения толщины биологических объектовит.п,Известны устройства для измерения уровня, например датчик уровня, содержащийссльсцц-датчик, соединенный механической передачей с мерным барабаном и поплавком, цсельсиц-приемцик, связанный со счетным мехаизмом.Однако известное устройство не надежно вработе и нс обеспечивает необходимой точности измерения из-за инерционности кинематической схемы и наличия в кинематическихзвеньях больших моментов инерции.Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности измерений.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно дополнительно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, преобразователь выбран с косинусоидальцой зависимостью величины сигнала от угла впределах до 90, ротор преобразователя связан со щупом, так чтобы в исходном положении величина сигнала преобразователя быламаксимальной, а выход источника опорногосигнала соединен с выходом преобразователя. На чертеже схематически показано предла.гаемое устройство, где в качестве примера преобразователь угла поворота в электрический сигнал выполнен в виде вращающегося 5 трансформатора, а источник опорного сигнала выполнен на постоянном токе. Принципиально возможно выполнить источник опорцого сигнала и выход преобразователя угла поворота на переменном токе, однако, в этом о случае потребуется компенсация опорногосигнала как по амплитуде, так и по фазе,Устройство состоит из преобразователя угла поворота в электрический сигнал, выпол ценного в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1, установленного над конвейером 2. Статорная обмотка 3 трансформатора 1 подключена к источнику стабилизированного переменного напряжеция 20 Ъ На валу 4 ротора 5 вращающегося трансформатора закреплен качающийся щуп 6 таким образом, чтобы в исходном положении щупа 6 величина сигнала косинусной обмотки 7 была максимальной, Щуп 6 снабжен упора ми 8 и 9, ограничивающими его поворот в пределах 90, и возвратной пружиной 10, Выход косинусной обмотки 7 ротора вращающегося трансформатора соединен с диодным мостом 11, выход которого включен через потенцио. ЗО метр 12 и 13 встречно с выходом диодного мо.(2) ста 4, на вход последнего включено напряжение Р, равное напряжению сети Румноженному на коэффициент трансформации К,р вращающегося трансформатора- - сКтр 1т, е. на выходе диодного моста 14 установлено постоянное эталонное напряжение Ьо,Измеряемый объект 15 расположен на конвейере 2. Для облегчения скольжения щупа 6 по объекту возможна установка на его конце ролика 16.В исходном состоянии качающийся щуп 6 занимает вертикальное положение и угол его поворота а равен нулю. Напряжение на выходе косинусной обмотки 7 равноК, У, сова.=К, Уа напряжение на выходе диодного моста 11 равно Ро, т. е. выпрямленные напряжения ди. одных мостов 11 и 14 равны между собой, и НацрижЕНИЕ ВЫХОДа Рвых раВНО НУЛЮ.При движении конвейера 2 измеряемый объект 15 отклоняет качающийся щуп на некоторый угол а, при этом высота объекта Н (см. чертсж) равняетсяН =- Я (1 - соз а), (1)где Р - длина качающегося щупа 6.Напряжение на косинусной обмотке 7 ротора вращающегося трансформатора и на выходе диодного моста 11 1 г уменьшается пропорционально косинусу угла поворота щупа.О.=-У, сова,а напряжение на выходе устройства, равное разности выпрямленных напряжений диодных мостов 11 и 14, равно 4Из уравнений (1) и (2) следует, что при постоянных значениях длины щупа Я и эталонного напряжения О высота измеряемого объекта5Я-вых 1от. е. является линейной функцией выходногонапряжения 1 гвых10Установка на конце щупа 6 ролика 16 с радиусом г приводит к появлению ошибки в измерении высотыЬН = - г(1 - соз а),которая зависит от величины радиуса ролика 16 на конце щупа 6 и угла его поворота и изменяется в пределах от нуля (при а = 0) до 20 величины г (при а = 90).Предмет изобретения25Устройство для измерения высоты относительно исходного уровня, содержащее качающийся щуп и связанный со щупом преобразователь угла в электрический сигнал, о т л иЗ 0 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности устройства и точности измерений, оно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, преобразователь выбран с косинусоидальной зависимостью величины сигназ 5 ла от угла в пределах до 90, ротор преобразователя связан со щупом так, чтобы в исходном положении величина сигнала преобразователя была максимальной, а выход источни.ка опорного сигнала соединен с выходом пре образователя., Юркова акт Типография, пр, Сапунова аказ 119/5 Изд1978 Тираж 782 Подписное 1.1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб д, 4/5