DD263118A1

DD263118A1 - INCLINOMETER

Info

Publication number: DD263118A1
Application number: DD30537987A
Authority: DD
Inventors: Hans Bell; Juergen Loma; Bernd Kirschke
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1988-12-21

Abstract

Die Erfindung beinhaltet einen Neigungssensor, der auf dem Gebiet der Nivellierungstechnik Anwendung findet. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Neigungssensors, der die physikalische Groesse Neigung messtechnisch erfasst und als fuer den Betrachter quantifizierbare Information darstellt, unter Anwendung der fuer die Herstellung von Fluessigkristallanzeigen bekannten Standardtechnologien. Erfindungsgemaess wird eine Fluessigkristallanzeigeeinheit als Frontplatte eines teilweise mit Elektrolyt gefuellten Schaltbehaelters verwendet, wobei die Segmentelektrodenzuleitungen der Fluessigkristallanzeigeeinheit gleichzeitig die Schaltelektroden des Elektrolyten sind. Die Grundplatte des Neigungssensors enthaelt eine Basiselektrode. Bei Neigung des Sensors wird in Abhaengigkeit vom Neigungswinkel die elektrisch leitende Verbindung zwischen Basiselektrode und einer bestimmten Anzahl von Schaltelektroden hergestellt und damit die entsprechenden Segmente der Fluessigkristallanzeigeeinheit angesteuert. Fig. 1The invention includes a tilt sensor which finds application in the field of leveling technology. The object of the invention is to provide a tilt sensor which metrologically detects the physical magnitude of inclination and represents information quantifiable to the viewer, using the standard technologies known for the production of liquid crystal displays. According to the invention, a liquid crystal display unit is used as a front plate of a partially electrolyte filled switch container, wherein the segment electrode leads of the liquid crystal display unit are simultaneously the switching electrodes of the electrolyte. The base plate of the inclination sensor contains a base electrode. When tilting the sensor, the electrically conductive connection between the base electrode and a certain number of switching electrodes is produced as a function of the angle of inclination and thus the corresponding segments of the liquid crystal display unit are activated. Fig. 1

Description

Die Erfindung findet auf dem Gebiet der Nivellierungstechnik Anwendung.The invention finds application in the field of leveling technology.

Characteristic of the known state of the art

Die quantitative Erfassung einer Neigung ist bei vielen Anwendungen von Bedeutung. Insbesondere in der Geodäsie und der Bauindustrie ist die Erfassung einer Neigung unabdingbare meßtechnische Voraussetzung.The quantitative detection of an inclination is important in many applications. Especially in geodesy and the construction industry, the detection of an inclination is an indispensable metrological prerequisite.

Bekannt sind elektronische Neigungsmeßgeräte, die quantitative Messungen ermöglichen und auf den verschiedensten physikalischen Meßprinzipien beruhen.Electronic inclination measuring devices are known which enable quantitative measurements and are based on a wide variety of physical measuring principles.

In der US-PS 4377912, der DD-PS 226068 und der US-PS 4265421 werden kapazitive Neigungsmeßgeräte vorgestellt. Diesen technischen Lösungen gemeinsam sind Behälter, in denen Elektroden angeordnet und die teilweise mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllt sind. Bei Schrägstellung des Behälters ändert sich der Flüssigkeitspegel zwischen den Elektroden und damit die zu messende Kapazität.In US-PS 4377912, DD-PS 226068 and US-PS 4265421 capacitive inclinometers are presented. Common to these technical solutions are containers in which electrodes are arranged and which are partially filled with a dielectric fluid. When tilting the container, the liquid level between the electrodes and thus the capacitance to be measured changes.

Ähnliche Anordnungen werden in der CH-PS 567245 und der DH-PS 586388 beschrieben, wobei hier jedoch die elektische Impedanz ausgewertet wird. Nachteilig ist, daß diesen Sensoren immer eine Auswerte- und Anzeigeeinheit nachgeschaltet werden muß und daß der Stromverbrauch den Bau netzunabhängiger Geräte kompliziert. Optoelektronisch-mechanische Neigungssensoren werden in der DE-OS 3112057, US-PS 4332099 und DD-PS 227232 beschrieben. Das grundlegende Meßprinzip beruht auf einer Kugel, die sich auf einer gekrümmten Fläche befindet und bei Neigung des Sensors ihre Lage auf dieser Fläche verändert. Die Kugel wird von einem Lichtstrahl durchdrungen, dessen Dämpfung von einem Sensor gemessen wird. Das Dämpfungssignal ändert sich mit jeder Lageveränderung der Kugel. Ein anderes Meßprinzip nutzt die Reflexion eines Lichtstrahls auf einer Flüssigoberfläche aus. In der CH-PS 621192 und DE-OS 2741411 werden als Meßprinzip durch sich ändernde Flüssigkeitsspiegel unterbrochene Lichtschranken beschrieben. Nachteil der Sensoren, die das Kugelprinzip oder eine Flüssigkeit als optisches Element ausnutzen, ist die wiederum notwendige Nachfolgeelektronik sowie die Empfindlichkeit des Sensors gegenüber mechanischen Schwingungen.Similar arrangements are described in CH-PS 567245 and DH-PS 586388, but here the elektische impedance is evaluated. The disadvantage is that these sensors must always be followed by an evaluation and display unit and that the power consumption complicates the construction of network-independent devices. Optoelectronic-mechanical inclination sensors are described in DE-OS 3112057, US-PS 4332099 and DD-PS 227232. The basic principle of measurement is based on a ball, which is located on a curved surface and changes its position on this surface when tilting the sensor. The ball is penetrated by a light beam whose attenuation is measured by a sensor. The attenuation signal changes with each change in position of the ball. Another measuring principle exploits the reflection of a light beam on a liquid surface. In CH-PS 621192 and DE-OS 2741411 are described as measuring principle by changing liquid levels interrupted light barriers. Disadvantage of the sensors, which exploit the ball principle or a liquid as an optical element, is the necessary subsequent electronics and the sensitivity of the sensor to mechanical vibrations.

Elektronische Pendelneigungsgeräte werden in CH-PS 507506, CH-PS 647594, DE-OS 3208811, DE-OS 2151899 und US-PS 4344235 vorgestellt, die unterschiedliche elektronische Prinzipien ausnutzen, jedoch alle die Gemeinsamkeit eines freibeweglich aufgehängten mechanischen Pendelsaufweisen.Electronic pendulum tilt devices are presented in CH-PS 507506, CH-PS 647594, DE-OS 3208811, DE-OS 2151899 and US-PS 4344235, which exploit different electronic principles, but all have the commonality of a freely suspended mechanical pendulum.

Nachteil dieser Vorrichtungen ist der kompliziert zu fertigende mechanische Teil des Sensors, die eingeschränkte Anwendungsbreite sowie Zuverlässigkeit. Solche Sensoren sind insbesondere gegenüber mechanischen Schwingungen sehr empfindlich. In der DD-PS 226067 wird ein Neigungsmeßgerät auf der Basis eines Vier-Quadranten-Drucksensors vorgestellt.Disadvantage of these devices is the complicated mechanical part of the sensor to be manufactured, the limited scope and reliability. Such sensors are particularly sensitive to mechanical vibrations. In DD-PS 226067 a tilt measuring device based on a four-quadrant pressure sensor is presented.

Nachteil dieses Sensors ist die schwierige Kalibrierung, Temperaturstabilisierung sowie die benötigte Folgeelektronik.Disadvantage of this sensor is the difficult calibration, temperature stabilization and the required subsequent electronics.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines rationell und kostengünstig herzustellenden direktanzeigenden elektronischen Neigungssensors.The aim of the invention is to provide a rational and inexpensive to produce direct-indicating electronic tilt sensor.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Neigungssensor anzugeben, der die physikalische Größe Neigung meßtechnisch erfaßt und als für den Betrachter quantifizierbare Information darstellt.The invention has for its object to provide an inclination sensor, which detects the physical quantity inclination metrologically and represents quantifiable as the viewer information.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine auf bekannte Art und Weise gefertigte Flüssigkristallanzeigeeinheit als Frontplatte eines teilweise mit Elektrolyt gefüllten Schaltbehälters verwendet wird, wobei die Segmentelektrodenzuleitungen der Flüssigkristallanzeigeeinheit gleichzeitig die Schaltelektroden des Elektrolyten sind.According to the invention the object is achieved in that a manufactured in a known manner liquid crystal display unit is used as a front plate of a partially filled with electrolyte switch container, wherein the segment electrode leads of the liquid crystal display unit are simultaneously the switching electrodes of the electrolyte.

Die Grundplatte des erfindungsgemäßen Neigungsensors enthält eine Basiselektrode. Die Bereiche zwischen den Segmentelektroden sind mit einer den Elektrolyten abweisenden Oberfläche beschichtet.The base plate of the inclination sensor according to the invention contains a base electrode. The areas between the segment electrodes are coated with an electrolyte-repellent surface.

Bei Neigung des Sensors wird in Abhängigkeit vom Neigungswinkel die elektrisch leitende Verbindung zwischen Basiselekrode und einer bestimmten Anzahl von Schaltelektroden hergestellt und damit die entsprechenden Segmente der Flüssigkristallanzeigeeinheit angesteuert.When tilting the sensor, the electrically conductive connection between the base electrode and a certain number of switching electrodes is produced as a function of the angle of inclination and thus the corresponding segments of the liquid crystal display unit are activated.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein direktanzeigender elektronischer Neigungssensor geschaffen, der die Ausnutzung r'sr bekannten Technologien zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigen ermöglicht.With the solution according to the invention, a direct-indicating electronic inclination sensor is provided, which enables the utilization of known technologies for the production of liquid-crystal displays.

embodiment

Die vorliegende Erfindung soll anhand eines Auführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert werden. Nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung notwendige Einzelheiten des Neigungssensors sind unbezeichnet geblieben oder nicht dargestellt wordenThe present invention will be explained in more detail by means of an embodiment with reference to the attached figures. Details of the tilt sensor which are not necessarily required for understanding the invention have remained unmarked or have not been presented

Im einzelnen zeigen: In detail show:

Figur 1: den prinzipiellen Aufbau des Neigungssensors in der Seitenansicht Figur 2: den Neigungssensor im QuerschnittFigure 1: the basic structure of the inclination sensor in the side view Figure 2: the inclination sensor in cross section

Der Neigungssensor besteht aus der Frontplatte 1, die Bestandteil der auf bekannte Art und Weise hergestellten Flüssigkristallanzeigeeinheit 2 ist.The tilt sensor consists of the front panel 1, which is part of the well-known liquid crystal display unit 2.

Auf der Innenseite der Frontplatte 1 befinden sich die Schaltelektroden 3, die gleichzeitig die Segmentelektrodenzuleitungen der Flüssigkristallanzeigeeinheit 2 sind. Die Grundplatte 4 wird über das abstandsstabile Dichtungssystem 5 definiert, vorzugsweise parallel mit der Frontplatte 1 verbunden. Die Grundplatte 4 enthält auf der den Schaltelektroden 3 zugewandten Seite die Basiselektrode 6. Die Bereiche 7 zwischen den Schaltelektroden 3 sind mit einer PTFE-Oberfläche versehen. Der Schaltbehälter 8 ist teilweise mit Elektrolyt 9 gefüllt. Bei Neigung des Sensors wird in Abhängigkeit vom Neigungswinkel die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Basiselektrode 6 und einer bestimmten Anzahl von Schaltelektroden 3 hergestellt. Damit wird die entsprechende Anzahl der Segmente der Flüssigkristallanzeigeeinheit 2 angesteuert. Die PTFE-beschichteten Bereiche 7 gewährleisten die Isolation der Schaltelektroden 3 untereinander gegenüber Kriechströmen.On the inside of the front panel 1 are the switching electrodes 3, which are the segment electrode leads of the liquid crystal display unit 2 at the same time. The base plate 4 is defined by the distance-stable sealing system 5, preferably connected in parallel with the front panel 1. The base plate 4 contains on the switching electrodes 3 side facing the base electrode 6. The areas 7 between the switching electrodes 3 are provided with a PTFE surface. The switching container 8 is partially filled with electrolyte 9. When inclining the sensor, the electrically conductive connection between the base electrode 6 and a certain number of switching electrodes 3 is produced as a function of the angle of inclination. Thus, the corresponding number of segments of the liquid crystal display unit 2 is driven. The PTFE-coated regions 7 ensure the insulation of the switching electrodes 3 with each other against leakage currents.

Claims

Direct-reading electronic tilt sensor, characterized in that a known liquid crystal display unit is used as the front plate of a partially electrolyte-filled switch container, wherein the segment electrode leads of the liquid crystal display unit are simultaneously the switching electrodes of the electrolyte.

For this

2 pages drawings

Field of application of the invention