CA1109666A

CA1109666A - Electronic level

Info

Publication number: CA1109666A
Application number: CA296,952A
Authority: CA
Inventors: Edwin Gaucher; Regis Desbiens; Rejean Desbiens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-13
Filing date: 1978-02-13
Publication date: 1981-09-29

Abstract

Niveau électronique pour mesurer la dénivellation entre deux points. Le niveau électronique comporte une enceinte tubulaire creuse faite d'un matériau flexible ayant en son intérieur un fluide de faible viscosité. Deux transducteurs piézoélectriques sont montes chacun à une extrémité respective de l'enceinte tubulaire et en contact avec le fluide. Un ensemble électronique relie à chacun des transducteurs piézoélectriques permet le traitement et l'affichage numérique des signaux délivrés par ces transducteurs de sorte à fournir une mesure de la dénivellation entre les points. En outre, un circuit associé à l'ensemble électronique de traitement compense une variation de la densité du fluide avec la température.Electronic level to measure the difference in level between two points. The electronic level comprises a hollow tubular enclosure made of a flexible material having a fluid of low viscosity inside. Two piezoelectric transducers are each mounted at a respective end of the tubular enclosure and in contact with the fluid. An electronic assembly connected to each of the piezoelectric transducers allows the processing and the digital display of the signals delivered by these transducers so as to provide a measurement of the difference in level between the points. In addition, a circuit associated with the electronic processing assembly compensates for a variation in the density of the fluid with temperature.

Description

La présente invention a trait à la mesure de façon entiè-rement électronique de la dénivellation entre deux points donnés, et concerne plus particulièrement un système ou niveau électronique destiné à déterminer et à mesurer la grandeur de cette dénivella-tion de façon automatique et d'en afficher le résultat de façon numérlque .
Jusqu'ici, les méthodes et les systèmes classiques de mesure de la dénivellation ou de la hauteur d'un point s'effec-tuaient soit par stadia, soit par théodolite. Mais ces méthodes classiques, quoique techniquement assez précises en soi n'en demeurent pas moins longues d'app7ication, demandent un personnel qualifié et surtout sont difficilement, sinon aucunement, utilisa-bles lorsque les mesures de dénivellation requises doivent être effectuées en terrains boisés et accidentés, en particulier, sur-tout là où aucun contact visuel entre les deux points dont on veut conna~tre la différence d'élévation n'existe. Plusieurs systèmes ont été proposés pour pallier aux inconvénients des méthodes tra-ditionnelles, ces systemes sont décrits, par exemple, dans le brevet U.S. No. 2,557,021 de Williams, émis le 12 juin 1951; le brevet U.S. No. 2,851,799 du 16 septembre 1958 au nom de Meents et al; le brevet U.S. No. 3,494,202 du 10 février 1970, au nom de Comey; le brevet U.S. No. 3,815,423 de Gearhart émis le 11 juin 1974 et le brevet U.S. No. 2,844,037 du 22 juillet 1958 au nom de Jordan. ~
En général, tous ces systèmes,lorsque utilisés pour des relev~s -géodésiques, permettent de déterminer, à partir de la mesure d'une différence de pression hydrostatique, la distance verticale entre deux points situés à différents niveaux, la mesure proprement dite et la lecture de cette dénivellation se faisant toutefois à l'aide de moyens purement mécaniques, tel le déplacement d'un piston ou d'une membrane flexible sous l'action de cette pression hydrostati-que. Ces systemes offrent toutefois des inconvénients de taille en ce qu'ils sont peu précis et limités quant a la grandeur de 1~63 966~;

denivellation pouvant être mesurée; ils sont en outre plutôt encom-brants et donc limités dans leur application.
La présente invention propose un appareil qui pallie aux inconvénients des instruments de mesure de dénivellation de l'art antérieur~ Cet appareil peut mesurer avec grande précision et ra-pidité la dénivellation entre deux points et trouve des applications pratiques dans les relevés géophysiques, gravimétriques et dans ; l'exploitation miniere.
Le niveau électronique suivant la présente invention offre de plus l'avantage de ne nécessiter aucun contact visuel entre les points à mesurer, de permettre la mesure d'une grande dénivellation en une seule lecture, et d'être de manipulation facile et rapide ce qui offre une importante économie de temps et de main-d'oeuvre lors de la prise de mesures.
Plus précisément, l'appareil suivant la présente invention comporte une enceinte tubulaire creuse, de matière flexible, un fluidede faibleviscosité àl'intérieurde l'enceinte,un kransducteur piézoélectriquedepression àchacune desextrémitesde l'enceinte et en contact avecle fluide,et unensemble électronique relié achacun des transducteurs pour le traitementet l'affichagedes signauxdéli-vrés parces transducteursde sorte a fournirune mesure de ladénivella-tion entreles points ou sontsitués les elements piezoélectriques.
Des formes de realisation préférées de la présente in-vention seront décrites ci-apres avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 montre de façon schématique le niveau élec-tronique suivant la presente invention;
les figures 2A et 2B illustrent un arrangement des trans-ducteurs de pression montés à chaque extrémite du tube utilisés dans le niveau électronique de la figure 1;
la figure 3 représente de façon schématique un circuit électronique pour le traitement et l'affichage des données fournies The present invention relates to measurement entirely.
the electronic difference in elevation between two given points, and relates more particularly to an electronic system or level intended to determine and measure the magnitude of this elevation automatically and display the result numeric.
So far, conventional methods and systems of measurement of the difference in height or the height of a point made killed either by stadia or by theodolite. But these methods classics, although technically quite precise in itself remain no less time-consuming, require staff qualified and above all are difficult, if not at all, to use when the required height difference measures must be carried out in wooded and uneven terrain, in particular, everything where no eye contact between the two points you want know the difference in elevation does not exist. Multiple systems have been proposed to overcome the drawbacks of traditional methods these systems are described, for example, in the US Patent No. 2,557,021 to Williams, issued June 12, 1951; the US Patent No. 2,851,799 of September 16, 1958 in the name of Meents et al; U.S. Patent No. 3,494,202 of February 10, 1970, in the name of Comey; U.S. Patent No. 3,815,423 to Gearhart issued June 11, 1974 and US Patent No. 2,844,037 of July 22, 1958 in the name of Jordan. ~
In general, all these systems, when used for readings ~ s -geodesics, allow to determine, from the measurement of a hydrostatic pressure difference, the vertical distance between two points located at different levels, the actual measurement and reading this difference in height, however, using purely mechanical means, such as moving a piston or of a flexible membrane under the action of this hydrostatic pressure than. These systems, however, offer major drawbacks in that they are not very precise and limited as to the size of 1 ~ 63,966 ~;

difference in height that can be measured; moreover, they are rather encom-brants and therefore limited in their application.
The present invention provides an apparatus which overcomes disadvantages of measuring instruments of difference in level of art previous ~ This device can measure with great precision and ra-pity the difference in level between two points and finds applications practices in geophysical, gravimetric surveys and in ; mining.
The electronic level according to the present invention offers the advantage of not requiring any visual contact between the points to measure, to allow the measurement of a large drop in one read, and to be easy and quick to handle this which offers significant savings in time and labor during of taking measurements.
More specifically, the apparatus according to the present invention comprises a hollow tubular enclosure, of flexible material, a low viscosity fluid inside the enclosure, a kransducer piezoelectric depression at each end of the enclosure and in contact with the fluid, and an electronic assembly connected to each transducers for processing and displaying delic by these transducers so as to provide a measurement of the gradient tion between the points where the piezoelectric elements are located.
Preferred embodiments of the present in-vention will be described below with reference to the accompanying drawings, wherein:
Figure 1 shows schematically the electrical level tronic according to the present invention;
FIGS. 2A and 2B illustrate an arrangement of the trans-pressure conductors mounted at each end of the tube used in the electronic level of Figure 1;
FIG. 3 schematically represents a circuit electronic for processing and displaying the data provided

- 2 -t :.

par les éléments piézoélectriques; et la figure 4 illustre de façon schématique un autre cir-cuit pour le traitement et l'affichage des données fournies par les éléments piézoélectriques, avec compensation des variations de température.
La figure 1 présente un schéma général du niveau électro-nique permettant de déterminer la grandeur d'une dénivellation en-tre deux points. Le niveau comporte un long tube 1 fait d'un ma-tériau flexible, soit de caoutchouc ou de plastique, contenant un fluide 2 de faible viscosité et ayant un coefficient de dilatation thermique également faible, comme de l'huile au silicone. A cha-cun des embouts du tube 1 est monté un transducteur de pression Tl et T2, respectivement, qui sont en contact avec le fluide 2 et qui ont pour fonction de traduire la pression de ce fluide en ten-sion électrique, comme il est connu dans l'art. Les transducteurs piézoélectriques Tl et T2 sont respectivement reliés à l'aide des conducteurs 3 et 4 a un appareil de traitement et d'affichage 5 qui, à partir des tensions Vpl et Vp2 fournies par les transduc-teurs, analysent et déterminent la différence de pression existante entre les deux transducteurs via les tensions détectées, cette différence de pression étant directement fonction de la denivella-tion h entre les points où se situent les transducteurs Tl et T2.
En effet, si on exprime les pressions pl et p2 en fonction d'une pression px, prise à une hauteur x quelconque du tube, on obtient:
pl = px - sg (h - x) p2 = px t sgx En soustrayant, on a:
p2 - pl = sgh ou encore h = (p2 - pl)/sg On voit donc que la dénivellation h mesurée est directe-ment et seulement proportionnelle aux pressions pl et p2 du fluide, détectees aux extremites du tube, et independante de toute pression interm~diaire du fluide.
En ce qui regarde la configuration de l'appareil de trai-tement et d'affichage 5, et des circuits qui le composent, de plus amples details en seront donnes lors de la description des figures - 2 -t :.

by the piezoelectric elements; and FIG. 4 schematically illustrates another circuit cooked for the processing and display of data provided by piezoelectric elements, with compensation for variations in temperature.
Figure 1 presents a general diagram of the electro-pic to determine the magnitude of a difference in height be two points. The level has a long tube 1 made of a ma-flexible material, either rubber or plastic, containing a fluid 2 of low viscosity and having a coefficient of expansion also low thermal, like silicone oil. To each each end of tube 1 is fitted with a pressure transducer Tl and T2, respectively, which are in contact with the fluid 2 and which have the function of translating the pressure of this fluid into electric ion, as is known in the art. Transducers piezoelectric Tl and T2 are respectively connected using the conductors 3 and 4 has a processing and display device 5 which, from the voltages Vpl and Vp2 supplied by the transducers tors, analyze and determine the existing pressure difference between the two transducers via the detected voltages, this pressure difference being directly a function of the denivella-tion h between the points where the transducers Tl and T2 are located.
Indeed, if we express the pressures pl and p2 as a function of a pressure px, taken at any height x of the tube, we obtain:
pl = px - sg (h - x) p2 = px t sgx By subtracting, we have:
p2 - pl = sgh or h = (p2 - pl) / sg We can therefore see that the difference in height h measured is direct-ment and only proportional to the pressures pl and p2 of the fluid, detected at the ends of the tube, and independent of any pressure medium fluid.
Regarding the configuration of the processing device and display circuits 5, and of the circuits which compose it, moreover further details will be given when describing the figures

3 et 4 ci-après. Mais notons que l'appareil 5 traite l'information fournie par les transducteurs piezoélectriques Tl et T2 de façon entièrement électronique.
Les figures 2A et 2B illustrent respectivement un monta-ge des transducteurs Tl et T2 aux extrémit~s correspondantes dutube 1. Dans le schéma des figures 2A et 2B, chaque transducteur Tl ou ~2 est en contact direct avec le fluide de pression 2 à
l'intérieur du tube 1 auquel il est relié par un connecteur 6, 6', ce dernier étant muni d'une vis 7, 7', qui permet l'évacuation ou l'ejection des bulles d'air qui pourraient être presentes dans le fluide 2. En outre, une enceinte 8, 8', montree conique et faite d'un materiau rigide sert à proteger les transducteurs, et ~lements associes, des chocs exterieurs. De plus, le montage de la figure 2B comprend une fiche de connection 9 qui est reliée d'une part aux fils conducteurs permettant d'alimenter les transducteurs Tl et T2 en tension continue ainsi que de convoyer l`information four-nie par ces transducteurs à l'appareil de traitement 5, et d'autre part cette fiche permet de fixer le montage de la figure 2B direc-tement sur l'appareil 5 de la figure 1.
Quoique non illustre, les fils d'alimentation du transducteur Tl sont acheminés directement a l'intérieur de l'en-cei~e du tube 1 plutôt qu'à l'extérieur de ce dernier afin de mi-nimiser leur encombrement et d'en prévenir tout dommage. Bien entendu, la forme de l'enceinte 8, 8', ainsi que la configuration des moyens d'attache des transducteurs au tube 1 ne sont aucunement astreignantes et peuvent présenter une foule de variantes sans pour autant porter atteinte au principe de base de la présente invention. 3 and 4 below. But note that the device 5 processes the information supplied by the piezoelectric transducers Tl and T2 so fully electronic.
FIGS. 2A and 2B respectively illustrate a mounting ge of the transducers Tl and T2 at the corresponding ends of the tube 1. In the diagram of FIGS. 2A and 2B, each transducer Tl or ~ 2 is in direct contact with the pressure fluid 2 to the interior of the tube 1 to which it is connected by a connector 6, 6 ′, the latter being provided with a screw 7, 7 ', which allows the evacuation or ejection of air bubbles that may be present in the fluid 2. In addition, an enclosure 8, 8 ′, shown conical and made a rigid material is used to protect the transducers, and ~ lements associated, external shocks. In addition, the assembly of the figure 2B includes a connection plug 9 which is connected on the one hand to the conductive wires used to supply the Tl transducers and T2 in DC voltage as well as to convey the information provided denies by these transducers to the processing apparatus 5, and other apart from this sheet, you can fix the assembly of figure 2B directly tement on the apparatus 5 of FIG. 1.
Although not shown, the transducer supply wires Tl are routed directly inside the cei ~ e of tube 1 rather than outside of the latter in order to mi-minimize their size and prevent any damage. Good heard, the shape of the enclosure 8, 8 ', as well as the configuration means for attaching the transducers to the tube 1 are in no way demanding and can present a multitude of variants without as much to undermine the basic principle of the present invention.

- 4 -, . .

; Les points importants à souligner relativement aux montages des figures 2A et 2B résident dans l'utilisation de raccords entre les transducteurs piézoélectriques et le tube flexible 1 qui soit en-tièrement hermétique afin de prévenir toute fuite du fluide 2, tout en permettant un contact direct entre ce fluide et l'élément trans-ducteur.
Notons ~galement que, pour une plus grande précision de mesure, il est souhaitable d'utiliser les transducteurs Tl et T2 ; qui possèdent des caractéristiques de fonctionnement semblables.
~0 Dans le présent cas, deux transducteurs du type LX16XXA fabriqués par National Semiconductor Corporation des Etats-Unis ont été ex-périmentes avec succès. Ces transducteurs opèrent normalement à
des pressions variant de 10 à lOOlivres par pouce carre et sous une tension d'excitation de 15 volts CC.
Quant à l'appareil de traitement 5 de la figure 1, disons que les circuits qui le composent peuvent être très facilement in-corpores dans un boîtier unique contenant en outre les piles d'ali-mentation à courant continu, lorsqu'un affichage numérique des résultats est utilisé. Un tel boîtier est d'un transport aisé et ; 20 presente peu d'encombrements. Par exemple, un boîtier ayant les dimensions 4" X 4" X 8" et pesant environ 5 livres a ete realise.
Ces dimensions ne sont aucunement limitatives et ne servent qu'à
illustrer le peu d'encombrements du niveau é~ectronique selon la présente invention.
La figure 3 illustre de façon schématique la composition électronique du circuit de traitement et d'affichage 5 de la fi-gure 1. Ce circuit électronique comporte un différentiateur 10 alimenté par les tensions Vpl et Vp2 générées respectivement par les transducteurs Tl et T2, lequel différentiateur a pour fonction d'effectuer la différence entre ces deux tensions en vue de déter-miner la grandeur et le signe de la dénivellation entre les trans-ducteurs Tl et T2. Le signal analogique résultant de cette diffé-- 4 -, . .

; The important points to emphasize with regard to the mounting of Figures 2A and 2B reside in the use of fittings between the piezoelectric transducers and the flexible tube 1 which is completely airtight to prevent any leakage of fluid 2, everything by allowing direct contact between this fluid and the trans-conductor.
Note also that, for greater precision of measurement, it is desirable to use the transducers Tl and T2 ; which have similar operating characteristics.
~ 0 In this case, two LX16XXA type transducers manufactured by National Semiconductor Corporation of the United States were ex-successfully expire. These transducers normally operate at pressures varying from 10 to 100 pounds per square inch and below an excitation voltage of 15 volts DC.
As for the processing apparatus 5 of FIG. 1, let's say that the circuits which compose it can be very easily bodies in a single box which also contains batteries DC current, when a digital display of results is used. Such a case is easy to transport and ; 20 has little space. For example, a housing having the dimensions 4 "X 4" X 8 "and weighing approximately 5 pounds was made.
These dimensions are in no way limiting and are used only illustrate the small footprint of the electronic level according to the present invention.
Figure 3 schematically illustrates the composition electronics of the processing and display circuit 5 of the gure 1. This electronic circuit includes a differentiator 10 supplied by the voltages Vpl and Vp2 generated respectively by the transducers T1 and T2, which differentiator has the function to make the difference between these two voltages in order to determine undermine the greatness and the sign of the difference in level between the trans-Tl and T2 conductors. The analog signal resulting from this difference

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66~i rentiation est ensuite amplifié dans le circuit 11 dont le gain est ajusté au fonction de Ia densité du fluide 2 utilisé à l'intérieur du tube 1. Cet ajustement se fait de façon connue en variant sim-plement la valeur d'une resistance placee dans la boucle de retour du circuit amplificateur. Le signal amplifie alimente finalement un convertisseur analogue-numerique 12 dont la sortie est reliée a un circuit d'affichage 13 formé de diodes emettrices de lumiere et qui affiche non seulement le resultat final de la denivellation à mesurer sous forme numerique immediatement utilisable, mais ega-lement en donne le signe, positif ou négatif, selon que le trans-ducteur Tl est situé au-dessus ou au-dessous du point de localisa-tion du transducteur T2. D'autre part, la configuration électro-nique de ces divers circuits est connue en soit, ceux-ci étant di-rectement disponibles sur le marché actuel. Toutefois, des cir-cuits utilisant des composantes intégrées, comme cellesfournies par Siliconix Inc., Californie, Etats-Unis, sont preconises à cause principalement de leur encombrement minime.
Une variante du circuit de la figure 3 est illustree à
la figure 4, cette variante tient compte des ecarts de la tempera-ture ambiante qui pourraient affecter la precision des mesures de denivellation. En effet, une variation de la température ambiante produit une contraction ou dilatation proportionnelle du fluide 2 contenu dans le tube 1, ce qui engendre une erreur de mesure de la dénivellation vraie, due a la detection de pressions différentes au niveau des transducteurs Tl et T2. La figure 4 montre un schéma de moyens utilises pour compenser automatiquement les variations de température en vue d'obtenir une lecture finale qui soit représen-tative de la valeur précise et exacte de la dénivellation a mesurer, indépendamment de ces écarts de température.
Pour ce faire, on utilise un fil électrique 14 de faible resistance électrique, de 6 a 12 ohms environ, qui baigne entiere-ment dans le fluide 2 et qui fait l'aller-retour du tube 1. Or, - 5 -,::

66 ~ i profitability is then amplified in circuit 11 whose gain is adjusted according to the density of the fluid 2 used inside of tube 1. This adjustment is made in a known manner by varying sim-also the value of a resistance placed in the feedback loop of the amplifier circuit. Signal amplifies eventually feeds an analog-to-digital converter 12 whose output is connected has a display circuit 13 formed by light emitting diodes and which not only displays the final result of the drop to be measured in digital form immediately usable, but equal Lely gives the sign, positive or negative, depending on whether the trans-ductor Tl is located above or below the point of localization tion of the T2 transducer. On the other hand, the electro-nique of these various circuits is known per se, these being di-available on the current market. However, cooked using integrated components, such as those supplied by Siliconix Inc., California, United States, are recommended because mainly due to their minimal size.
A variant of the circuit of FIG. 3 is illustrated in Figure 4, this variant takes into account the differences in temperature.
ambient temperature which could affect the accuracy of the measurement drop. Indeed, a variation of the ambient temperature produces a proportional contraction or expansion of the fluid 2 contained in tube 1, which generates an error in measuring the true drop, due to the detection of different pressures at the level of the transducers T1 and T2. Figure 4 shows a diagram means used to automatically compensate for variations in temperature in order to obtain a final reading which is represented tative of the precise and exact value of the difference in height to be measured, regardless of these temperature differences.
To do this, we use an electric wire 14 of low electrical resistance, from 6 to 12 ohms approximately, which bathes whole-lying in the fluid 2 and which makes the round trip of the tube 1. Now,

- 6 -l~f~6~6 on sait que la résistivité du ~il varie selon sa température de sorte qu'une variation de cette resistivite produira une variation proportionnelle de la tension detectee aux bornes de ce fil, donc fonction de la temperature moyenne du fluide 2. Dans la figure 4, les signaux Vpl et Vp2 sont différenciés et amplifiés à travers les organes 10 et 11, tout comme dans le cas de la figure 3, alors que, d'autre part, une tension VT représentative de la tension aux bornes du fil 14 de resistance proportionnelle à la température du fluide 2, alimente un amplificateur 15 de gain ajustable. La va-leur de VT est dérivee d'une source de tension fixe V0 qui debiteà travers une résistance R. ~es sorties des amplificateurs alimen-tent alors un diviseur analogique 16 qui forme un quotient de ces deux signaux d'entrée de sorte a compenser les effets de variation de la temperature ambiante. Le résultat de la division alimente ensuite un convertisseur analogue-numérique 17 dont la sortie est branchée sur un circuit d'affichage numérique 18, le convertisseur 17 et le circuit d'affichage 18 étant ici identiques aux circuits 12 et 13 de la figure 3.
Le montage de la figure 4 permet de compenser de façon automatique toute variation de température a laquelle le niveau electronique suivant la presente invention pourrait être soumis;
donnant ici une lecture precise et reproductible d'une denivella-tion donnee à mesurer. En effet, grâce au montage de la figure 4, une variation de la temperature ambiante produira une variation proportionnelle des signaux Vp et VT, due aux changements de tempé-rature du fluide 2 de sorte que le quotient des variations de Vp et VT formées dans le diviseur 16 sera toujours constant quel que soit l'ampleur de cette variation de la température ambiante.
Ainsi, une lecture précise de la denivellation a mesurer peut être obtenue independamment des changements de temperature ambiante en formant un quotient de valeur constante, cette valeur pouvant fa-cilement être ajustée par simple calibration du gain des amplifi-cateurs 11 et 15.
Il est à noter que tous les circuits illustres aux figu-res 3 et 4 sont alimentes par une source a courant continu (non-montré) de type standard et utilisant des convertisseurs cc-cc, connus dans la technique et pouvant fournir des tensions stables de t 12 V. Presentement, comme source d'alimentation, des piles Gell Cell de 6 volts, rechargeables, sont utilisees.
Le niveau electronique decrit ci-haut permet de mesurer une dénivellation pouvant aller ~usqu'à 100 pieds (30 metres) avec une precision de - 0.1 pi. (3 cm) a des temperatures variant de 0F a 120F (-20C a 45C). Ce qui représente, dans les cas extrê-mes, une erreur de lecture de moins de 1% lorsque la calibra*ion du niveau électronique est effectuée a t 20 pi. (7 m) et a tempé-rature normale. Cette performance du niveau électronique décrit ci-haut se compare donc tres avantageusement aux autres systemes de mesure connus dans la technique.
Il est entendu que des modifications peuvent être appor-tees aux formes pref~r~es de realisation du niveau electronique décrit ci-haut sans pour autant sortir du cadre de la presente invention. Par exemple, il est evident que les circuits d'affi-chage numerique decrits ci-haut peuvent etre remplacés par des circuits d'affichage analogiques, d'une part, et que des moyens d'enregistrement sur papier ou sur bande peuvent être facilement utilisés. Ainsi, la portee de la presente invention n'est limitee que par les revendications qui suivent.

: . - , : .
. - 6 -l ~ f ~ 6 ~ 6 we know that the resistivity of ~ it varies according to its temperature of so a variation of this resistivity will produce a variation proportional to the voltage detected across this wire, so function of the average temperature of the fluid 2. In Figure 4, the Vpl and Vp2 signals are differentiated and amplified across organs 10 and 11, as in the case of FIG. 3, then that, on the other hand, a voltage VT representative of the voltage at terminals of resistance wire 14 proportional to the temperature of the fluid 2, feeds an adjustable gain amplifier 15. The va-their of VT is derived from a fixed voltage source V0 which flows through a resistor R. ~ the outputs of the power amplifiers then try an analog divider 16 which forms a quotient of these two input signals so as to compensate for the effects of variation of ambient temperature. The result of the division feeds then an analog-digital converter 17 whose output is connected to a digital display circuit 18, the converter 17 and the display circuit 18 being here identical to the circuits 12 and 13 in Figure 3.
The assembly of figure 4 makes it possible to compensate in a way automatic any temperature variation at which the level electronics according to the present invention could be submitted;
giving here a precise and reproducible reading of a denivella-tion to measure. Indeed, thanks to the assembly of FIG. 4, a change in ambient temperature will produce a change proportional to the Vp and VT signals, due to temperature changes cross off the fluid 2 so that the quotient of the variations of Vp and VT formed in the divider 16 will always be constant whatever or the magnitude of this variation in ambient temperature.
Thus, an accurate reading of the difference in height to be measured can be obtained independently of changes in ambient temperature in forming a constant value quotient, this value can fa-easily be adjusted by simply calibrating the gain of the amplifi cators 11 and 15.
It should be noted that all the illustrious circuits in the fig-res 3 and 4 are supplied by a direct current source (not shown) of standard type and using DC-DC converters, known in the art and capable of providing stable voltages from t 12 V. Currently, as a power source, batteries Gell Cell of 6 volts, rechargeable, are used.
The electronic level described above allows to measure a drop of up to ~ 100 feet (30 meters) with a precision of - 0.1 pi. (3 cm) at temperatures varying from 0F to 120F (-20C to 45C). Which represents, in extreme cases mes, a reading error of less than 1% when the calibration electronic level is performed at 20 ft. (7 m) and temperate normal erasure. This electronic level performance described above therefore compares very advantageously to other systems measuring devices known in the art.
It is understood that modifications may be made tees to the preferred forms of realization of the electronic level described above without departing from the scope of this invention. For example, it is obvious that the circuits of affi-digital chages described above can be replaced by analog display circuits, on the one hand, and that means recording on paper or tape can be easily used. Thus, the scope of the present invention is not limited as by the claims which follow.

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Claims

The embodiments of the invention about which a exclusive right of property or lien is claimed, are defined as follows:

1. Electronic level to measure the drop between two points, comprising a hollow tubular enclosure made of flexible material;
a low viscosity fluid inside said tubular enclosure;
two piezoelectric pressure transducers each mounted at one end of said tubular enclosure and in contact with said fluid contained in the enclosure;
and an electronic assembly connected to each of the transducers piezoelectric sensors for processing and displaying signals delivered by these transducers so as to provide a measurement of said difference in level between said points.

2. Electronic level according to claim 1, charac-terized in that said electronic assembly comprises a circuit differentiator determining a difference in the magnitudes of the si-signals delivered by the two transducers and an electro-use of the output signal of said differentiator.

3. Electronic level according to claim 2, charac-characterized in that said set of uses includes a circuit analog-to-digital converter connected to said differentiation circuit a display circuit receiving a digital signal from said converter circuit.

4. Electronic level according to claim 3, charac-terized in that an amplifier circuit is inserted between said differentiator circuit and said converter circuit.

5. Electronic level according to claim 1, charac-characterized in that said electronic assembly includes a circuit differentiator delivering a signal representative of the difference between the value of the signals received from said transducers; ways to formation of a signal representative of the temperature level of said fluid contained in said tubular enclosure; a divider circuit of said deviation signal by said signal representative of the temperature to compensate for a variation of said deviation signal due to a temperature variation of said fluid; and a circuit of use of the output signal of said divider circuit for display.

6. Electronic level according to claim 5, charac-terized in that the utilization circuit comprises a con-analog-to-digital converter receiving the output signal from said divider circuit and an output signal display circuit of said converter circuit.

7. Electronic level according to claim 5, charac-characterized in that said means for forming the signal represented tif the temperature of said fluid include a low element resistive, electrical value, immersed in said fluid, and a reference source for supplying said element with continuous voltage stable nude.

8. Electronic level according to claim 1, charac-terized in that each of said piezoelectric transducers is mechanically protected from external shocks by an envelope rigid.

9. Electronic level to measure a difference elevation between two points, comprising a hollow tubular enclosure made of a flexible material ble and of length at least equal to that of said difference elevation to be measured;
a low viscosity fluid inside said tubular enclosure;

two piezoelectric pressure transducers each mounted at one end of said tubular enclosure and in contact with said fluid contained in the enclosure;
electronic means of differentiation linked to each of said piezoelectric transducers to provide a gnal representative of said difference in elevation; and means for reading said signal supplied by said means of differentiation.

10. Electronic level to measure a difference elevation between two points, comprising a hollow tubular enclosure made of a flexible material ble and having a low viscosity fluid therein;
a piezoelectric pressure transducer mounted at each end of said tubular enclosure and in contact with said fluid contained in the enclosure;
an electronic assembly connected to each transducer piezoelectric for processing the signals delivered by transducers;
means for detecting a temperature variation said fluid contained in said tubular enclosure;
compensation means connected to said electrical assembly and to said detection means to compensate for a variation tion of said signals delivered by the transducers due to said fluid temperature variation; and reading means connected to said compensating means and providing a measure of said elevation difference between said points.