Электронный уровень

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистическик Республик(11) 606099 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт, свид-ву(а 442322) Заявлено 200776 (21) 2390461/18-10 1) М. Кл исоединением заявкиС 9/06(23) Приоритет остдарстеенный комитетСонета Мннистрае СССРаа делам нзааретеннйи открытий 53) УДК 528. 541(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ УРО изменение емкости которое усиливаетс ности до значения чивающего в катушк ческой системы ток силы, возвращающий тальное положение. электронный уровен системой с силовым Вследствие этого п лебаний пузырька а сокращается. Однако коэффициент передачи разомкнутой системы, определяющий период затухания, не постоянен вследствие нелинейности элементов, входящих в уровень. Например, усилитель мощности имеет определенный динамичеСкий диапазон, и при больших значениях входных сигналов напряжение- на его выходе не изменяется. Следовательно, в определенные моменты прекращается компенсация углов наклона, цепь обратной связи размыкается, и электронный уровень за пределами зоны слежения превращается в обычный уровень (не следящий) Линейное перемещение пузырька в зоне слежения невелико и составляет малую долю длины ампулы. аэующее ьногб 20 е напуса относите некоторый угвызывая пер о в свою очер ческую постоя ачит и его ем ство преобраэ льно .ол на емеедьннуюкость. ует ЗО При линии г клоняет щение п изменяе конденс Электро аклоне ко ризонта н я и ампул зырька, ч диэлектр тора, а ное устро Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения углов наклона объектов и для автоматического контроля прямолинейности и плоскостности.По основному авт. св. 9 442373 известен электронный уровень, содержащий пузырьковую ампулу с жидкостью, являющейся диэлектриком дифференциального конденсатора (13 . Ампула закрепле-а на на торсионной пружине, концы последней жестко связаны с корпусом, который является несущим основанием электронного уровня. На концах ампулы укреплены катушки электродинамических систем, установленных в корпусе, Дифференциальный конденсатор электрически связан с катушками через электронное устройство,преобризменение емкости дифференциалконденсатора в пропорциональнопряжение, и усилитель мощности. в напряжение Гаыи я усилителем мощ 1 выи 2 , обеспеах электродинамисоэдающий моментампулу в горизонТаким образом ь является следящей уравновешиванием. ериод затухания компулы значительно5 Целью дополнительного изобретенияявляется увеличение быстродействияуровня.Поставленная цель достигается тем,что параллельно усилителю мощностиподключены последовательно соединен-.ные двухполупериодный выпрямитель,элемент с релейной харак=еристикой игенератор. низкой частоты.На чертеже приведена структурная Исхема электронного уровня.Электронный уровень содержит пузырьковчю ампулу 1 с жидкостью, являющейся диэлектриком дифференциального конденсатора 2. Ампула эакреплена на торсионной пружине 3, концыкоторой жестко связаны с корпусом 4,являющимся несущим основанием электрон"ного уровня. На концах .ампулы укрепленыкатушки 5 электродинамических систем Зоб, установленных в корпусе, Дифференциальный конденсатор 2 связан с катушками 5 через электронное устройство 7, преобразующее изменение емкос"ти диФференциального конденсатора впропорциональное напряжение, и усилитель мощности 8. Параллельно усилителю мощности подключены последовательно соединенные элементы: двухполупериодный выпрямитель 9, элементс релейной характеристикой 10, например, триггер Шмитта и генератор низкой частоты 11,Формула изобретения Электронный уровень по ант. св.9 442373, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения быстродействия уровня, параллельно усилителюмощности подключены последовательносоединенные двухполупериодный выпря- "0 митель, элемент с релейной характеристикой и генератор низкой частоты,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР ф Э 442373, кл. С 01 с 9/Об, 1972. При воздействии ускорений пузыреквыходит иэ эоны слежения и обратнаясвязь в этом случае размыкается,Поэтому при частом ноздействииускорений (например, перестановках иперемещениях уровня) быстродействиеэлектронного уровня оказывается Малым и стремится к быстродействию саМой ампулы,Работает устройство следующим об"разом. При наклоне корпуса на некоторый угол 9 наклоняется и ампула1, вызывая перемещение пузырька,что в свою очередь изменяе диэлектри"ческую постоянную конденсатора 2,а значит и его емкость. Электронноеустройство 7 преобразует изменениеемкости в напряжение.Унь, котороев дальнейшем усилийается усилителеммощности До значениЯ 0 бь, , обеспечивающего в катушках злектродинамической системы ток, создающий моментсилы, возвращающий ампулу в исходноеположение,При воздействии ускорений пузырекампулы выходит иэ зоны слежения, приэтом на выходе электронного устройства напряжение Ю Н, продолжает увелиьчинаться, Напряжение У ь 1 подаетсяна днухполупериодный выпрямитель, который делает его однополярным независимо от направления перемещения пузырька. В дальнейшем оно поступаетна триггер Шмитта, у которого напряжение включения)д находится за зоной слежения, а напряжение выключенияБнц - в зоне слежения. Триггер Шмитта включается и запускает генераторэлектрических колебаний низкой частоты 11, который в свою очередь вынуждает ампулу колебаться н вертикальнойплоскости вокруг торсионной пружины счастотой генератора. Частота генерато"ра и резонансная частота механическойсистемы должны совпадать, чтобы амплитуда механических колебаний была наибольшей при одной и той же энергии,ртданаемой генератором.При этом возникает центробежная сила, вытесняющая жидкость к концам ампулы, а пузырек-к ее центру и активнопротиводействующая той силе, что вывела пузырек из зоны слежения, При вхож:денни в зону слежения напряжение Цнщ 4понижается до уровня Ю ВЬ, триггераШмитта, который выключает генераторнизкой частоты.Таким образом, предлагаемый элект-ронный уровень представляет собойдве системы, следящие за положениемпузырька.Одна из них - система с силовымуравновешиванием, имеющая определеннуюзону слежения и напряжение Пны 2поступающее на катушки 5 электродинамической системы пропорционально углунаклона уровня. Вторая система является релейной следящей системой, котораявключается при выходе пузырька иззоны слежения, а выключается при попа"дании его и зону слежения. Такая работа устройства резко сокращает времянахождения пузырька вне зоны слежения и повышает быстродействие электронного уровняВ условиях, когда на уровень воздействуют ускорения, и частота ихвоздействия имеет тот же порядок, чтои собственное время успокоения пузырька ампулы, предложенный уровеньимеет значительные преимущества посравнению с известными при проведенииизмерений,606099Ак.2Составитель Л,Колюбакина тор Н.Ахмедова Техред Е.давидович Корректор, Л.Небола 406/32 Тираж 872 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССпо делам изобретений и открытий,115035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4