Электролитический датчик горизонта

/18 с присоединением заявки И23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам извороте н открытий5 о) М 528.541 Опубликовано 05,02,79.бюДата опубликования описан ллетень(72) Авторы изобретени ксан явите ЗЛЕКТРОПИтИЧЕСКИЙ ДДтЧИК КИ ИЗОН 1Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения отклонения контрольной плоскости от плоскости горизонта,Известны электроли ические датчики го ризонта (датчики вертикали, датчики угла), содержащие полость, заполненную электролитом со свободным объемом - газовым пузырьком, и два электрода на сферической поверхности, изолированные от корпуса и один от другого и установленные на одной оси, и один общий электрод, в качестве которого может быть использован корпУс 11 в . 3.Однако ввиду того, что известные датчики не имеют. отрицательной обратной свя. зи, им свойственны такие недостатки, как низкая получаемая точность и слабые динамические характеристики.Известны электролитические уровни с об. ратной связью между управляющими и регулирующими электродами на основе эффекта движения поверхности раздела жидкость. газ в поле переменного тока 4.Ближайшим по технической сущности яв" ляется электролитический уровень, содержа щнй частично заполненный электролитом 2корпус (цилиндрической формы стекляннаяампула) с впаянными в него электродами.На управляющие электроды подается напряжение питания с блока питания, Выход.ным сигналом усилителя является напряже 5ние, снимаемое с измерительной диагоналимоста, образованного сопротивлением электролита между тремя электродами и двумяпостоянными сопротивлениями, Отсчетнымустройством служит фазовый вольтметр ссимметричной шкалой, проградуированнойв угловых единицах (5).. Движение края поверхности раздела сред,вызванное силой земного тяготения при наклоне уровня от горизонта, изменяет сопротивлейне плеч моста, Напряжение с измерительной диагонали усиливается и поступаетна регулирующие электроды. Возникающиепри этом электростатические силы сдвигаюткрая поверхности разделов в прежнее положение. Выходное напряжение усилителя обратной связи одновременно поступает на2 В фазовый вольтметр, служащий отсчетнымустройством,Известное устройство имеет такие недостатки, как низкая точность и неустойчиваяработа, особенно при колебаниях с часто.той 0,5 - 3,5 гц, Эти недостатки обуславливаются тем; что уровень имеет два дополнительных регулирующих электрода, усилитель переменного тока и несиловой датчик компенсационной силы обратной связи и не имеет демпфирования.Целью изобретения является увеличениеточности измерения и улучшение динамических параметров.Эта цель достигается тем, что в известном электролитическом датчике, содержащем герметичный корпус, частично заполненный электролитом, газовый пузырек, электроды и цепь обратной связи, состоящую из усилителя, включенного между входом моста с сопротивлениями плеч датчика и датчиком компенсационной силы, последний выполнен в виде двух электромагнитов, установленных вне герметичного корпуса, обмотки которых подключены к выходу усилителя- демодулятора, двух поплавков с ферромагнитной массой со степенью свободы в направлении осей соответствующих электромагнитов, а корпус, электролит и газовый объем ра "делены герметичной перегородкой на две симметричные части с одним электродом и одним поплавком с ферромагнитной массой в каждой части.При наклоне датчика выходной сигнал через усилитель-демодулятор подается на обмотки электромагнитов. Электромагниты, действуя на ферромагнитные массы с поплавками, изменяют уровень электролита в ооеих частях, то есть компенсируют рассогласование, возникшее при наклоне датчика.На фиг. 1 изображен схематически электролитический датчик горизонта; на фиг, 2 - схема включения электролитического датчика горизонта.Датчик (фиг. 1) содержит герметичный корпус 1, частично заполненный электролитом 2, газовый пузырек 3 под сферическойили цилиндрической поверхностью, частично смачиваемые электролитом электроды 4, изолированные от корпуса изоляторами 5, герметичную перегородку 6, разделяющую газовый пузырек и контактирующие с ним электроды на две симметричные части 7, электромагниты 8 и обладаюшие плавучестью ферромагнитные массы 9 с поплавками 10, укрепленными внутри каждой части корпуса с возможностью перемещения в направлении осей соответствующих электромагнитов, например на тонких пластинах 11, и усилитель-демодулятор 12 обратной связи.На схеме включения электролитическогодатчика горизонта (фиг. 2) показана нагрузка 13, усилитель-демодулятор 12 й дГасопротивления 14 для включения электролитического датчика горизонта по мостовой схеме.Датчик работает следующим образом.Ток через электроды 4 и электролит 2 идет на корпус 1, служащий общим электродом, и далее в цепь нагрузки, создавая на нагрузке 13 напряжение соответсвуюшей фа Формула изобретения 30 35 40 ромагнитной массой со степенью свободы в направлении осей соответствующих электромагнитов, а корпус, электролит и газо вый объем разделены герметичной перегородкой на две симметричные части с одним электродом и одним поплавком с ферромагнитной массой в каждой части.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР20670, кл. 6 01 С 9/18, 6 01 С 19/44, 1965.2. Патент ФРГ1228428, кл. 42 с 24,1966.3, Патент США3442023, кл. 33 - 206,969.4. Авторское свидетельство СССР 5 10 15 20 25 зы. Снятое с нагрузки 13 напряжение, возникающее при наклоне датчика, подается на вход усилителя-демодулятора 12 и с его выхода - на обмотки электромагнитов 8. Электромагниты протягивают или отталкивают (в общем случае в качестве ферромагнитных масс используют магниты с явно выраженными полюсами) ферромагнитные массы 9, скрепленные с поплавками 10, что вызывает в свою очередь изменение уровня электролита в герметичных частях 7 корпуса, понижение в одной и повышение в другой.Таким образом происходит компенсация рассогласования, возникающего при наклоне датчика. Датчик оказывается охваченным отрицательной обратной связью по отношению уровня электролита.Наличие контура обратной связи существенно снижает требования к линейности характеристики усилителя-демодулятора, а движение ферромагнитных масс, происходящее в электролите и имеющееся в системе демпфирование, обеспечивают устойчивость системы, улучшают его динамические характеристики. Кроме того, наличие цепи обратной связи с коэффициентом усиления К повышает чувствительность и точность датчика,Электролитический датчик горизонта, содержащий герметичный кОрпус, частично заполненный электролитом, газовый пузырек, электроды и цепь обратной связи, состоящую из усилителя, включенного между входом моста с сопротивлениями плеч датчика и датчиком компенсационной силы, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и улучшения динамических параметров, датчик компенсационной силы выполнен в виде двух электромагнитов, установленных вне герметичного корпуса, обмотки которых подключены к выходу усилителя - демодулятора, двух поплавков с фер 512373, кл. б 01 С 9/18, 1973.5, Авторское свидетельство СССР415491, кл. б 01 С 9/18, 971.646198 иг. 1 Фиг. г Составитель Л. КолгобакинаТехред О. Луговая Корректор Л. Веселовская Тираж 865 Подписное Редактор О. ФилипповаЗаказ 99/32 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4