Устройство для определения угла наклона

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заяв с присое 16035/18-1 ено 15.04 инением за 1 С 9/3 вкиосудоротеенныи комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 6,07.7 Ь. Н. Авторизобретени сикс нинградский ордена Трудово сепьскохозяйственный инст асного Знаме 1) Заяви 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УГЛА НАКЛОН ПРЕДЕЛЕНИЯ Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для измерения угловых величин и установки и контроля вертикали.Известны устройства для измерения углов наклона, содержащие корпус из диэлектрического материала с крышкой, в которой запрессованы четыре симметрично расположенных контакта (электрода) . В корпусе находится электропроводящая жидкость, контактирующая с металлическим дном, являющимся токоподводом, сверху жидкости находится воздушный пузырек, который при вертикальном положении прибора перекрывает ровно половину каждого из четырех контактов. Измеритель включается в два неравновесных моста переменного тока с фазочувствительными указателями. При вертикальном положентти измерителя электролитические сопротивления между дном и каждым из контактом оказываются равными между собой и оба моста находятся в равновесии 1.При отклонении прибора от вертикали на некоторый угол воздушный пузырек смещается, занимая несиетричное положение относительно измерительных контактов. Последнее нарушает равновесие моста и указатели фиксируют это отклонение каждый в своей плоскости.Ближайшим по технической сущности кописываемому является устройство для измерения углов наклона, в котором в качестве рабочей жидкости применен жидкий диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью, помещенный в металлическую ампулу. В нем для регистрации измеряемой величины использованы дифференциальная схема измерения изменения емкостей, возникающих между двумя парами электродов 2Такое устройство обладает достаточно высокой чувствительностью, сравнительно простой и надежной электронной схемой измерений, однако, ему свойственна недостаточная ,5 стабильность вследствие того, что жидкиепроводники так же, как диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью, нестабильны во времени, вследствие ионной диссоциации и осаждения вещества на электродах. При этом изменяются во времени о исходные значения диэлектрической проницаемости и электропроводности жидкостей; для таких жидкостей характерно химическое взаимодействие с металлическим корпусом ампулы, что также приводит к временномудрейфу измерений.6186283Целью изобретения является повышениестабильности работы измерительного преобразователя.Цель эта достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус из диэлектрическогоматериала, заполненный жидкостью с воздуйным пузырьком, перекрывающим измерительные электроды, расположенные симметричноотносительно центра корпуса иподключенные к измерительнои схеме, в кан 1 Очестве жидкости использован раствор полярного диэлектрика в неполярном растворителе концентрацией 0,5 - 5% по весу, а вцентре корпуса вдоль его оси установленэлектрод, соединенный с полюсом источниканапряжения, второй полюс которого заземлен.В качестве жидкостей используют, например, раствор пропилового спирта (СдН,О)в Н-гептане (С,Н 6),Такая жидкость имеет минимальную вязкость в широком диапазоне температур, онаидеально смачивает металл. Последнее исключает залипание воздушного пузырька,располагающегося на поверхности жидкости.25Особенностью такой жидкости являетсямалая электропроводность, вследствие чегоэлектрический ток, осаждение вещества наповерхности электродов практически отсутствуют, такая жидкость стабильна. Поэтомуизмерение обуславливается электростатическим полем; создаваемым внутри сосуда, которое в зависимости от отклонения измерителя от вертикали изменяет разность потенциалов между контактами. Электрическоеполе создается одиночным игольчатым электродом, соединенным с одним полюсом источ- З 5ника напряжения, второй полюс может заземляться, Электрод строго центрируется посередине пространства между измерительными электродами. Вследствие этого при вертикальном расположении измерителя разности потенциалов между парами противо-,положно лежащих электродов равны нулю.Измеритель может работать от источниковпостоянного и переменного низкочастотногонапряжения.На чертеже представлена принципиальная схема измерителя.В цилиндрическом корпусе 1 из диэлектрика, например тефлона, смонтирован наднище 2 вдоль оси корпуса игольчатый электрод 3, на "крышке 4 смонтированы две пары измерительных электродов 5, расположенных симметрично относительно центракрышки. В крышке 4 имеются два отверстия6 для заливки жйдкости с пробками 7. Жид кость 8 заполняет все пространство внутрикорпуса, сверху ее располагается пузырек 9 воздуха. Электрод 3 соединяется с полюсом источника 10 напряжения, а измеритель. ные электроды 5 попарно соединяются, например, с электростатическими вольтметрами или измерительными мостами с высокоомным входом (не показан на схеме).Устройство работает следующим образом.При нахождении измерителя в вертикальном положении пузырек воздуха частично перекрывает все четыре измерительных электрода 5. Игольчатый электрод подсоединен к одному полюсу источника напряжения 1 О; таким образом создается электрическое поле в непроводящей жидкости. Разность потенциалов между противоположными электродами при этом близка к нулю. При наклоне преобразователя на некоторый угол по отношению к вертикали пузырек 9 занимает симметричное положение по отношению к измерительным электродам. При этом искажается электрическое поле внутри корпуса, и на электродах 5 возникают разности потенциалов, характеризующие наклон преобразователя в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.Перед измерениями преобразователь градуируется в двух взаимно перпендикулярных плоскостях путем изменения угла наклона и фиксирования разности потенциалов на электродах, соответствующих их отклонению от вертикали.Формула изобретения1. Устоойство для определения угла наклона, содержащее корпус из диэлектрического материала, заполненный жидкостью с воздушным пузырьком, перекрывающим измерительные электроды, расположенные симметрично относительно центра корпуса и подключенные к измерительной схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности измерений, в качестве жидкости используют раствор полярного диэлектрика в неполярном растворителе концентрацией 0,5 - 5% по весу, а в центре корпуса вдоль его оси установлен электрод, соединенный с полюсом источника напряжения, второй полюс которого заземлен.2, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что в качестве жидкости используют раствор пропилового спирта в Н-гептане.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Шрамков Е, Г, Электрические измерения, М., Высшая школа, 1972, с. 415.2, Авторское свидетельство СССР189162, кл. 6 01 С 9/36, 1965.618628 Составитель Л. КолюбакинаТехред О. Луговая Корректор М. Д Тираж 872 Подписное в СССР ИПИ Государственног по делам и 113035, Москва,Филиал ППП Патенкомит обретен Ж.35, Р , г. У 5 дн Редактор О. Филиппов Заказ 4246/34 та Совета Миний и открытий ушская наб.д. жгород, ул. Прое