FR2551200A1

FR2551200A1 - Niveau a bulle courbe insensible a la chaleur

Info

Publication number: FR2551200A1
Application number: FR8413199A
Authority: FR
Inventors: Thomas Walter Neis; Harold Lee Swartz
Original assignee: Sperry Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1985-03-01
Also published as: IT1179230B; EP0136082A2; IT8448755A0; CA1208004A; IT8448755A1; CH660081B; EP0136082A3; JPS6050410A; US4521974A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES NIVEAUX A BULLE DE TYPE ELECTROLYTIQUE. ELLE SE RAPPORTE A UN NIVEAU A BULLE 20 PORTE PAR UN SOCLE 30 DONT UNE PREMIERE EXTREMITE EST FIXEE A UNE FACE LATERALE DU NIVEAU ET DONT L'AUTRE EXTREMITE EST FIXEE A UN SUPPORT 32 DE MANIERE QUE L'AXE DU SOCLE SOIT PERPENDICUALIRE AU PLAN VERTICAL CONTENANT L'AXE DU NIVEAU 20. DE CETTE MANIERE, LES DEPLACEMENTS DU NIVEAU DUS AUX VARIATIONS DE TEMPERATURE S'EFFECTUENT AUTOUR D'UN AXE VERTICAL ET N'AFFECTENT DONC PAS LES INDICATIONS DONNEES PAR LE NIVEAU. APPLICATION AUX INCLINOMETRES.

Description

La présente invention concerne de façon générale un niveau électrolytique

à bulle courbe et plus précisément un dispositif de montage d'un tel niveau, destiné à réduire les erreurs dues aux variations de la température ambiante. 5 On a déjà monté couramment des niveaux électrolytiques à bulle fermés et courbes à l'aide de pinces métalliques, sous une forme analogue à des supports de fusible miniature ou par collage du niveau dans un dispositif métallique à gorge de fixation La figure 1 des dessins annexés 10 qui représente un niveau connu indique qu'une autre technique de montage comprend la disposition d'un socle 10 sur un niveau courbe 11 à bulle de manière qu'un axe longitudinal 12 du socle 10 soit parallèle au plan contenant l'axe 13 du niveau courbe 11 Une première extrémité 15 du socle 10, ayant une face 14 disposée dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal 12, est collée par une colle époxyde 15 dans la région centrale d'une surface concave courbe 16 du niveau 11 L'autre extrémité du socle 10 est collée par la colle époxyde 15 à une plaque 20 17 de base afin que l'axe longitudinal 12 du socle 10

soit perpendiculaire au plan de la plaque 17 de base.

Les mécanismes précités de montage se sont révélés satisfaisants dans des applications telles que la mise à niveau de gyroscope, car les niveaux à bulle ayant 25 une précision de quelques minutes d'arc ont des erreurs négligeables par rapport aux nombreuses erreurs dues à l'accélération, aux forces de frottement, à la dérive des masses, etc. Cependant, lorsque l'appareil de montage repré30 senté sur la figure 1 est utilisé dans des inclinomètres ou dans des systèmes de mesure de l'inclinaison ou de l'angle d'écart de structure pratiquement fixe; le niveau présente des écarts inacceptables lorsque la température ambiante change La figure 2 des dessins annexés indique 35 le problème posé dans le cas du niveau de la figure 1, ce problème étant dû à la difficulté du positionnement de la face 14 d'extrémité du socle 10 contre la surface concave 16 du niveau 11 d'une manière telle que la colle

époxyde 15 soit uniformément répartie En pratique, le joint de colle a une épaisseur qui varie sur sa longueur.

Comme la colle époxyde 15 a en général un coefficient relativement élevé de dilatation thermique (CDT) de l'ordre 5 de 36 à 54 10 6 cm/cm C, la dilatation supplémentaire d'une extrémité du joint de colle provoque un déplacement angulaire du niveau 11 par rapport à l'orientation horizontale et provoque donc des lectures erronées Ainsi, si la largeur W du socle 10 est égale à 0,5 cm et si la 10 différence entre l'épaisseur A de colle et l'épaisseur B est égale à 0,076 cm, dans un exemple, une variation de température de 55,5 C (AT) donne une variation d'angle (A 0) qui est: -1 t (B-A)(CDT)(AT) = 0,0215 degrés = 1,29 min arc 15 En outre, à la suite des variations de température, on a constaté que la plaque 17 de base présentait un gauchissement transversal, exagéré sur la figure 3, si bien qu'un déplacement angulaire indésirable supplémen20 taire du niveau 11 par rapport au plan horizontal est

transmis par le socle 10.

Ainsi, un appareil de montage d'un niveau électrolytique à bulle de type courbe et fermé, réduisant les erreurs dues aux variations de température ambiante, est 25 très souhaitable.

On connaît déjà un outil destiné à mettre un détecteur d'inclinaison à niveau avec précision Bien qu'il permette un réglage à une fraction de minute d'arc, il est évident qu'une telle précision ne peut pas être 30 obtenue avec un dispositif de montage d'un niveau de

type connu.

L'invention concerne un appareil de montage d'un niveau électrolytique à bulle de type fermé et courbe, ayant une enceinte de forme courbe dont l'axe est disposé 35 dans un plan, qui est insensible aux variations de température L'invention met en oeuvre un premier dispositif qui a un axe longitudinal ainsi qu'une première et une seconde extrémité et destiné au montage du niveau La première extrémité est collée au niveau de manière que l'axe longitudinal soit perpendiculaire au plan dans lequel se trouve l'axe de l'enceinte Un dispositif colle 5 la première extrémité du premier dispositif de montage au niveau En outre, un second dispositif fixé à la seconde extrémité du premier dispositif de montage, est utilisé

pour le montage du niveau.

Un mode de réalisation avantageux de l'invention 10 est utilisé avec un niveau ayant une enceinte de verre.

Dans ce mode de réalisation, le premier dispositif de montage comporte un socle ayant un coefficient de dilatation thermique égal à celui du verre, et une face d'extrémité placée dans un plan orthogonal à l'axe longiudinal 15 du socle Une plaque rectangulaire d'aluminium constitue le second dispositif de montage, et une première colle époxyde à faible coefficient de dilatation thermique constitue le dispositif de collage La première colle époxyde colle la face d'extrémité du socle au centre 20 de l'enceinte de verre du niveau, et une seconde colle époxyde ayant un faible coefficient de dilatation thermique fixe l'autre extrémité du socle au centre de la plaque d'aluminium L'axe longitudinal du socle est perpendiculaire à la plaque d'aluminium et au plan qui contient 25 l'axe de l'enceinte Une corde reliant les extrémités de l'axe de l'enceinte est parallèle à un axe longitudinal

de la plaque rectangulaire d'aluminium.

Selon l'invention, comme l'axe longitudinal du socle est perpendiculaire au plan de l'axe de l'enceinte, 30 les coefficients de dilatation thermique différents de la colle étant donné sa répartition non uniforme, ne provoquent qu'une rotation du niveau autour de la verticale, d'une manière qui n'est pas gênante Ainsi, les lectures erronées dues au déplacement angulaire du niveau par 35 rapport au plan horizontal, à la suite de dilatations thermiques inégales de la colle, sont pratiquement éliminées

selon l'invention.

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En outre, étant donné le parallélisme de la plaque et du plan de l'axe de l'enceinte, selon l'invention, le gauchissement transversal de la plaque dû aux variations de température ambiante ne provoque aussi qu'une rotation 5 non gênante du niveau autour de la verticale Ainsi, les lectures erronées dues au déplacement angulaire du niveau par rapport au plan horizontal à la suite d'un gauchissement transversal de la plaque sont pratiquement éliminées

par mise en oeuvre de l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages d'un

niveau électrolytique à bulle selon l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en

référence au dessin annexé sur lequel: les figures 1 à 3, déjà décrites, représentent diverses caractéristiques d'un niveau connu; et la figure 4 est une perspective d'un mode de

réalisation avantageux de l'invention.

L'invention concerne un dispositif de montage d'un niveau électrolytique à bulle, de type fermé et 20 courbe, d'une manière qui est insensible aux variations de température Comme l'indique la figure 4, un niveau électrolytique à bulle 20 de type courbe et fermé comporte une enceinte courbe 21 qui a un axe 22 placé dans un plan Le niveau 20 a en outre un fluide électrolytique 25 23 et une bulle 24 de gaz dans l'enceinte 21, ainsi que

des contacts électriques distants 25, 26 et 27 Le niveau 20 fonctionne de manière bien connue et donne une mesure du déplacement angulaire par rapport à une horizontale.

L'enceinte 21 est montée sur un socle 30 ayant un axe 30 longitudinal 31 Une première extrémité du socle 30 est fixée à une plaque rectangulaire 32 qui a deux trous 35 et 36 de montage sur un ensemble détecteur (non représenté), la plaque étant formée d'aluminium dont le coefficient de dilatation thermique (CDT) est d'environ 35 22 10 cm/cm C La première extrémité du socle 30 est fixée au centre de la plaque 32, l'axe longitudinal 31 du

socle 30 étant perpendiculaire à la plaque 32.

Une seconde extrémité su socle 30 est collée à l'enceinte 21 du niveau 20 afin que l'axe longitudinal 31 du socle 30 soit perpendiculaire au plan de l'axe 22 de l'enceinte La seconde extrémité du socle 30 a 5 une face 40 placée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 31 et collée au centre de l'enceinte 21 de manière qu'une corde 41 reliant les extrémités de l'axe 22 soit parallèle à un axe longitudinal 44 de la plaque 32. Le socle 30 est de préférence formé d'une matière

ayant un coefficient de dilatation thermique égal à celui de la matière de l'enceinte 21 Une colle époxyde est de préférence utilisée pour la fixation du socle 30 entre la plaque 32 et l'enceinte 21 La colle époxyde qui fixe 15 le socle 30 sur l'enceinte 21 a de préférence un coefficient de dilatation thermique égal à celui du socle 30 et de l'enceinte 21, et la colle époxyde utilisée pour la fixation du socle 30 sur la plaque 32 a de préférence un coefficient de dilatation thermique compris entre 20 celui du socle 30 et celui de la plaque 32.

Dans une variante, les colles époxydes destinées à fixer le socle 30 entre la plaque 32 et l'enceinte 21 sont les mêmes et ont le plus faible coefficient de dilatation thermique possible Lorsque l'enceinte 21 25 est formée d'un verre dont le coefficient de dilatation thermique est d'environ 11 10 6 cm/cm C et lorsque la

plaque 32 est formée d'aluminium dont le coefficient de dilatation thermique est d'environ 22 10 6 cm/cm C, on constate qu'une colle époxyde ayant un coefficient 30 de dilatation thermique de 25 10 6 cm/cm C donne satisfaction.

Claims

REVENDICATIONS

1 Niveau électrolytique à bulle de type courbe et fermé, ayant une enceinte courbe dont l'axe est placé dans un plan et comportant un dispositif de montage, 5 caractérisé en ce que le dispositif de montage comprend un premier dispositif ( 30) ayant un axe longitudinal ( 31) ainsi qu'une première et une seconde extrémité, la première ( 40) étant collée au niveau ( 20) de manière que l'axe longitudinal ( 31) soit sensiblement perpendiculaire au 10 plan contenant l'axe ( 22) de l'enceinte, un dispositif de collage de la première extrémité sur le niveau, et un second dispositif ( 32) fixé à la seconde extrémité du premier dispositif -de montage ( 30) et destiné au montage

du niveau en position voulue.

2 Niveau selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la première extrémité ( 40) du premier dispositif de montage ( 30) a une face d'extrémité qui se trouve dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal ( 31).

3 Niveau selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce que le dispositif de collage est une première colle époxyde placée entre la face d'extrémité

( 40) et le niveau ( 20).

4 Niveau selon l'une quelconque des revendica25 tions précédentes, caractérisé en ce que le premier dispositif de montage est un socle ( 30).

Niveau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier dispositif est formé d'une matière dont le coefficient de 30 dilatation thermique est égal à celui de la matière de

l'enceinte ( 21).

6 Niveau selon la revendication 3 considérée

seule ou avec l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la première colle époxyde a un coefficient 35 de dilatation thermique égal à celui de l'enceinte ( 21).

7 Niveau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second dispo-

sitif de montage est une plaque rectangulaire ( 32).

8 Niveau selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe longitudinal ( 31) est sensiblement perpendiculaire à la plaque rectangulaire ( 32), la seconde 5 extrémité est sensiblement centrée dans la plaque rectangulaire, et une corde ( 41) reliant les extrémités de l'axe ( 22) de l'enceinte est sensiblement parallèle à

l'axe longitudinal ( 44) de la plaque rectangulaire.

9 Niveau selon la revendication 8, caractérisé 10 en ce que la face d'extrémité ( 40) est sensiblement centrée

sur l'enceinte ( 21).

Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la plaque rectangulaire

( 31) est formée d'aluminium.

11 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde colle époxyde fixant la seconde extrémité à la plaque rectangulaire ( 32) et ayant un coefficient de dilatation thermique compris entre celui de la matière du premier dispositif ( 30) 20 et celui de l'aluminium.

12 Niveau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte ( 21)

est formée de verre.

13 Niveau selon la revendication 3 considérée 25 seule ou avec l'une quelconque des revendications 4 à

12, caractérisé en ce que la première colle époxyde a

un faible coefficient de dilatation thermique.

14 Niveau selon les revendications 11 et 3

prises ensemble, caractérisé en ce que l'aluminium a 30 un coefficient de dilatation thermique sensiblement égal à 22 10 6 cm/cm C, le socle ( 30) et l'enceinte ( 21)

ont un coefficient de dilatation thermique( s(-ns i 1)1 ement égal à 11 10-6 cm/cm C, et la première et la seconde colle époxyde ont un coefficient de dilatation thermique sensi35 blement égal à 25 10 6 cm/cm C.