Claims (2)
1. Kapazitives Neigungs- und Ebenheitsmeßgerät hoher Empfindlichkeit unter Verwendung einer Elektrodenpaarung vom Typ eines Differentialkondensators zwischen dessen Elektroden sich wenigstens teilweise eine dielektrische Flüssigkeit befindet, die keine bzw. geringe Benetzungsfähigkeit der Elektroden aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb des Neigungsmeßbereiches der aufgeteilten Meßelektroden zusätzliche Elektrodenbereiche, die wenigstens teilweise ständig mit der dielektrischen Flüssigkeit bedeckt, mit der Maßgabe angebracht sind, daß diese bedeckten Flächenbereiche flächenmäßig mindestens so groß sind, wie die Hälfte der ins Dielektrikum eintauchenden Meßclektrodenanteile und sie bei kleinstmöglichem Umfang eine größtmögliche Fläche aufweisen.A high sensitivity capacitive tilt and flatness meter using a differential capacitor type electrode pair between which electrodes is at least partially a dielectric liquid having no wettability of the electrodes, characterized in that additional electrode portions within the tilt measuring range of the split measuring electrodes at least partially permanently covered with the dielectric fluid, with the proviso that these covered surface areas are at least as large in area as half of the measuring electrode portions dipping into the dielectric and have the largest possible area at the smallest possible circumference.
2. Kapazitives Neigungs- und toenheitsmeßgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die nichtf lüssigkeitsbedeckten Elektrodenbereiche — elektrisch verbunden mit den flüssigkeitsbedeckten Elektrodenbereichen gleicher Polarität — vorzugsweise mit derselben Bemaßungsmaßgabe, symmetrisch zu diesen bedeckten Bereichen ausgebildet sind.2. Capacitive tilt and toenheitsmeßgerät according to claim 1, characterized in that the nonf lüssigkeitsbedeckten electrode areas - are electrically connected to the liquid-covered electrode areas of the same polarity - preferably formed with the same dimensioning dimension, symmetrical to these covered areas.
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft t;n kapazitives Neigungs- und Ebenheitsmeßgerät mit dem neigungs-, Ebenhoits- und Winkelmessungen relativ zum Gravitationsvektor der Erde mit hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit möglich sind. Derartige Meßaufgaben bestehen beispielsweise im Berg- und Straßenbau.The invention relates to t ; n capacitive inclination and planeness meter with the inclination, Ebenhoits- and angle measurements relative to the gravitational vector of the earth with high sensitivity and accuracy are possible. Such measurement tasks exist for example in mining and road construction.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Meßgeräte der genannten Art sind bekannt und es gibt dazu zahlreiche Vorschläge. Zur Umreißung des Gebietes des Standes der Technik in das diese Erfindung fällt, sollen beispielhaft folgende Patentschriften genannt sein: EP 035.340; DD 212.000; DD 212.001; DD 114.677; SU 794.210; DE 3.608.274; 3.249.101; 3.406.174; US 4.023.278; GB 2.070.774. Der Erfindung am nächsten kommt hierbei diu in DD 226.C68 beschriebene Lösung, bei der eine nichtleitende Flüsigkeit mit zeitlich- und temperaturkcnstantem Dielektrizitätswert, einem guten Benetzungs'vermögen, geringer Neigung zur Schaumbildung und optimaler Viskosität im Zwischenraum zweier symmetrischer Elektrodenpaare angeordnet ist. Die Elektrodenpaare sind dabei nach dem Prinzip eines Differentialkondensetors ausgebildet. Das Problem bei dieser Lösung besteht in den an das flüssige dielektrische Medium gestellten Forderungen, die noch um eine wesentliche, nämlich ein Medium mit niedrigem Dampfdruck zu wählen, erweitert werden muß. Derartig ideale Medien existieren nicht. Insbesondere ergeben sich bei Einsatz eines solchen Neigungssensors innerhalb größerer Temperaturbereiche (240-320 K) erhebliche Probleme infolge der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten des flüssigen Mediums und der Kammergeometrie, die, da auch die Verwendung eines Differentiulkondensators diesen Effekt nicht eliminieren kann, zu Fehlmessungen führ.Measuring devices of the type mentioned are known and there are numerous suggestions. To outline the area of the prior art in which this invention falls, the following patents are to be mentioned by way of example: EP 035,340; DD 212,000; DD 212,001; DD 114,677; SU 794,210; DE 3,608,274; 3,249,101; 3,406,174; US 4,023,278; GB 2,070,774. Closely related to the invention is the solution described in DD 226.C68, in which a nonconductive liquid having a constant dielectric constant, a good wetting property, a low foaming tendency and an optimum viscosity is arranged in the space between two symmetrical pairs of electrodes. The electrode pairs are designed according to the principle of a differential condenser. The problem with this solution is the demands placed on the liquid dielectric medium, which still have to be extended by one essential, namely a medium having a low vapor pressure. Such ideal media do not exist. In particular, when using such a tilt sensor within larger temperature ranges (240-320 K) considerable problems arise as a result of the temperature dependence of the dielectric constant of the liquid medium and the chamber geometry, which, since the use of a differentiulkondensators can not eliminate this effect, leading to erroneous measurements.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Neigungsmeßgerät zu schaffen, das mit hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit die Messung in großen Temperaturbereichen ermöglicht.It is the object of the invention to provide an inclinometer which allows high sensitivity and accuracy measurement in large temperature ranges.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Änderungen der Dielektrizitätskonstanten eines flüssigen Mediums und Änderung der Kammergeometrie im genannten Neigungssensor infolge Temperatii 'änderungen zu kompensieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Neigungsmeßberfeiches der aufgeteilten Meßelektroden zusätzliche Elektrodenbereiche, die wenigstens teilweise ständig mit der dielektrischen Flüssigkeit bedeckt, mit der Maßgabe angebracht sind, daß diese bedeckten Flächenbereiche flächenmäßig mindestens so groß sind, wie die Hälfte der ins Dielektrikum eintauchenden Meßelektrodenanteile und sie bei kleinstmöglichem Umfang eine größtmögliche Fläche aufweisen, wobei die letzte Maßnahme keine Bi schränkung auf kreisförmige Flächen bedeutet, sondern sie bezieht sich auf die, durch die spezielle Bauform des Sensors rea'isk rbaren Elektrodenflächen. Eine im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhafte Referenzelektrodengestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die nichtflüssigkeitsbedeckten Elektrodanbereiche — elektrisch verbunden mit den flüssigkeitsbedeckten Elektrodenbereichen gleicher Polarität — vorzugsweise mit derselben Bemaßungsmaßgabe, symmetrisch zu diesen bedeckten Bereichen ausgebildet sind. Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, temperaturbedingtöWinkelfehlei mit Langzeitdriften um eine Größenordnung bezogen auf den Stand der Technik auf 0,003%/K zu senken.The invention has for its object to compensate for changes in the dielectric constant of a liquid medium and change in the chamber geometry in said tilt sensor as a result of Temperatii changes. According to the invention the object is achieved in that within the Neigungsmeßberfeiches the split measuring electrodes additional electrode areas which are at least partially constantly covered with the dielectric liquid, are provided with the proviso that these covered surface areas in terms of area are at least as large as half of dipping into the dielectric Meßelektrodenanteile and they have the largest possible area with the smallest possible extent, the last measure is not a bi restriction on circular surfaces, but it refers to the, due to the special design of the sensor rea'isk rbaren electrode surfaces. A reference electrode design which is particularly advantageous in the context of the invention is characterized in that the non-liquid-covered electrode regions -electrically connected to the liquid-covered electrode regions of the same polarity-are formed, preferably with the same dimensioning dimension, symmetrically with respect to these covered regions. With the help of the invention, it is possible to reduce temperature-induced bending angle with long-term drift by an order of magnitude relative to the state of the art to 0.003% / K.