Устройство для определения угла наклона объекта

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 2528557/18-10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 05,1(.7.1 Бюллетень 1 то Дата опубликовани писания 051079(71) Заявите Московский институт электронного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНАОБЪЕ КТА Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения угла наклонаобъекта.Известны наклономеры, содержащиекаркас в виде тороида, на которомрасположены катушки индуктивности ичувствительный элемент маятниковоготипа, выполненный в виде сегмента,входящего в полость закрепленногона объекте каркаса 1 и 2,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство для определения угла наклона объекта, содержащее маятник,каркас в виде тороида,иэ диэлектрического материала, на котором рас"положены две обкладки конденсаторовтак, что катушки индуктивности и20обкладки конденсаторов занимают равные части каркаса, а маятник, являющийся одновременно второй обкладкой конденсаторов, выполнен в видедвух диаметрально расположенных сегментов со смещенным вниз центром тяжести, каждый из которых обхватываетчасть тороида, которая равна части,занимаемой катушкой индуктивности илиобкладкой конденсатора 3. 30 Однако это Устройство имеет недостаточную чувствительность измерения,Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства беэ увеличения его габаритов.Это достигается тем, что в устройство для определения угла наклона объекта введены дополнительно две катушки индуктивности и две обкладки конденсаторов, установленные симметрично основным катушкам индуктивности. и обкладкам конденсаторов, все обкладки конденсаторов выполнены с продольными щелями, причем противоположно расположенные обкладки конденсаторов электрически соединены друг с другом и включены в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, а расположенные на них катушки индуктивности также электрически соединены друг с другом и включены в противоположные по отношению к включениям обкладок конденсаторов колебательные контуры указанных генераторов.На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 - электрическая схема устройства.Устройство содержит тороидальный каркас из четырех одинаковых по раэ" мерам, электрически изолированныходна от другой обкладок конденсаторов 1-4 имеющих продольные щели 5, 6, Еа обкладках конденсаторов намотаны четыре одинаковые катушки ичдуктивности 7-0. Обкладка конденсатора 1 электрически соединена с обкладкой конденсатора 3 и включена в кслебательный контур первого измерительного генератора 1. Обкладка конденсатора 2 электрически соединена с обкладкой кондечсатора 4 и включ:ена О в колебательный контур второго измерительного генератора 12, катушка ин - дуктиэности 7 электрически соединена с катушкой индуктивности 9 и включена в колебательный контур второго 15 измерительного генератора 12, а катушка индуктиэности 8 электрически соединена с катушкой индуктиэности 10 и включена в колебательный контур первого измерительного генера О тора 11. Маятник, являющийся одновременно второй обкладкой конденсаторов 1-4, выполнен в виде двух диаметрально расположенных сегментов 3 и 14, подвешенных на дэуплечем 25 рычаге 15, установленном в корпусе 16 на опорах качения 17. Для удержания рычага в вертикальном положении к его нижней части прикреплен груз 18, обеспечивающий заданную статическую точность, Каждый из сегментов обхватывает часть тороида, равную части, занимаемой обкладкой конденсатора. Генераторы через смеситель 19 и фильтр 20 подключены к частотомеру 21Устройство работает следующим образом.В горизонтальном положении объекта два сегмента, являющиеся одновременно электромагнитными экранами для 4 О катушек индуктивности и вторыми обкладками конденсаторов, занимают части тороида, обхватываемые равными частями катушек индуктивности двух колебательных контуров генераторов 45 образованных обкладками конденсаторов 1-4 и катушками индуктивностей 7-1.0, взаимодействующих с электромагнитными экранами 3, 14. При этом Ь С = Ь С где Ь - индук О тивность колебательйого контура первого измерительного генератора 11; С - емкость колебательного контура первого измерительного генератора 11; Ьд - индуктивность колебательного 55 контура второго измерительного генератора 12; С - емкость колебательного контура второго измерительного генератора 2.В горизонтальном положении объекта генераторы вырабатывают сигналы равной частоты Е -Е22 где Г, и Г, - частоты сигналов, вырабатываемых генераторами 1 и 12, соответственно.При наклонс объекта, следовательно, и датчика в плоскости маятника, сегменты стремятся сохранить свое начальное положение под действием груза, расположенного в нижней части двуплечего рычага. Неподвижно закрепленный на объекте корпус с каркасом пер мешается относительно сегментов, изменяя тем самым положение катушек индуктивности и конденсаторов, включенных э цепи генераторов. Если объект наклонился в левую сторону, то сегменты 13 и 14 занимают положение при котором они обхватят большую часть электрически соединенных одна с другой катушек индуктивности 8 и 10 и меньшую часть электрически соединенных одна с другой катушек индуктиэности 7 и 9. В результате электромагнитного взаимодействия сегментов с катушками ичдуктивности, индуктивность катушек 8 и 10 уменьшается а катушек 7 и 9 увеличивается. При этом емкость конденсаторов 2, 4 увеличивается, а емкость конденсаторов 1, 3 уменьшается. Таким образом индуктивность колебательного контура первого измерительного генератора, образованного электрически соединенными катушками индуктивности 8, 10 и емкость этого контура, образованная конденсаторами 1, 3 уменьшаются, то есть ЬС = , С . Частота первого измерительного генератора при этом имеет максимальное значение. Индуктивность колебательного контура второго измеритегьного генератора, образованного электрически соединенными катушками индуктивности 7 и 9 и емкость этого контура, образованная конденсаторами 2, 4 и увеличиваются, то есть , С мс,к- С мк . Частота второго измерительного генератора при этом имеет минимальное значение. Вычитая частоты двух генераторов, получают частоту, пропорциональную углу наклона объекта. Наклон объекта в любую сторону вызывает одновременное увеличение параметров одного из колебательных контуров и уменьшение параметров другого колебательчого кочтурагенераторов.Наличие щелей 5 и 6 на обкладках конденсаторов 1-4 устраняет влияние вторичных электромагнитных полей, наводимых в электропроводящем материале обкладок конденсаторов обмотками катушек индуктивности, на добротность катушек индуктиэностей 7-10, Это позволяет проводить измерения углов наклона с большей точностью. Число щелей выбирают исходя из значения удельного сопротивления материа. ла обкладок конденсаторов 1-4. Дляобкладок конденсаторов, изготовленных из меди, минимальное числа щелейпри диаметре тороида 10 мм равно 6,При изготовлении обкладок конденсаторов из алюминия минимальное числощелей равно 4. формула изобретения Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее маятник, выполненный в виде двух диаметрально расположенных сегментов со смещенными вниз центрами тяжести, закрепленный на объекте тороидальный каркас с двумя катушками, индуктивности и двумя обкладками конденсаторов, включенными в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, причем катушки индуктивности и обкладки конденсаторов занимают равные части каркаса, а каждый из сегментов маятника является одновременно второй обкладкой конденсаторов и электромагнитным экраном для катушек индуктивности и обхватывает часть тороида, равную части, занимаемой катушкой индуктивности или обкладкой конденсатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения чувствительности измерениябез изменения габаритов устройства,в него введены дополнительно две катушки индуктивности и две обкладкиконденсаторов, установленные симметрично основным катушкам индуктивности и обкладкам конденсаторов, всеобкладки конденсаторов выполнены спродольными щелями, причем противоположно расположенные обкладки конденсаторон электрически соединеныдруг с другом и включены в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, а расположенныена них катушки индуктивности такжеэлектрически соединены друг с другоми включены в противоположные по отношению к включениям обкладок конденсаторов колебательные контуры указанных генераторов.20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 410249, кл. С 01 С 9/02, 1972,2. Авторское свидетельство СССР25 Р 451908, кл. С 01 С 9/06, 1973,3. Авторское свидетельство СССРР 557623, кл. С 01 С 9/02, 1976690288 Составитель Л. КлюбакТекед и. Бабурка Газарова едакторА. Имелькин ррек Подпис нного комитета С тений и открытий Раушская наб.4/ 1 ПП Патент, г, Ужгород, ул. Проектн фил аказ 6479/57 ЦНИИПИ по 113035 ИТираж 866 Государств елам изобр сква КоеСР