RU1810754C - Датчик угла наклона - Google Patents
Датчик угла наклонаInfo
- Publication number
- RU1810754C RU1810754C SU884445601A SU4445601A RU1810754C RU 1810754 C RU1810754 C RU 1810754C SU 884445601 A SU884445601 A SU 884445601A SU 4445601 A SU4445601 A SU 4445601A RU 1810754 C RU1810754 C RU 1810754C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- multiplication
- block
- output
- tube
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к приборостроению . С целью повышени функциональных возможностей устройство содержит трубку 1 в виде конуса с установленным в ней шариком 2 и измерителем его положени 5. Источник сжатого воздуха 4 через стабилизатор расхода 3 соединен с узким концом трубки и через редуктор давлени 11, дроссель 12 - с интегратором 7 и измерителем положени шарика 5, выполненным в виде треугольного выреза в трубке 1. Выход интегратора 7 соединен с управл ющим входом стабилизатора расхода сжатого воздуха 3 и через блок линеаризации 9 - с входом регистратора 10. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Исобретение относитс к приборостроению и может быть использовано в измерительных блоках .робототехнических комплексов.
Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей , за счет умножени габаритов.
На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок линеаризации; на фиг. 4 - блок нелинейных функций.
Датчик содержит профилированную коническую трубку 1 с размещенным в ней шариком 2. Первый конец трубки 1 соединен со стабилизатором 3 расхода сжатого воздуха, вход которого соединен с источником 4 сжатого воздуха. Второй конец трубки 1 соединен с атмосферой, при этом оба конца трубки 1 снабжены ограничител ми, предназначенными дл исключени выпадени шарика 2 из трубки 1. Дл определени положени шарика 2 используетс датчик положени 5, выходной канал 6 которого соединен через интегратор 7 с управл ющим входом 8 стабилизатора 3, а также через блок линеаризации 9 с регистратором 10.
Датчик положени 5 выполнен в виде последовательно соединенных с источником 4 сжатого воздуха через редуктор давлени 11 дроссел 12 и сопла 13 с треугольным профилем отверсти (см, фиг, 2). объем 14 между которыми св зан с выходным каналом б, что позвол ет использовать общий со стабилизатором 3 источник питани и обеспечить дополнительную стабилизацию шарика 2 струей, обтекающей шаркк в перпендикул рном его движению направлении.
Блок линеаризации 9 выполнен в виде первого квадратора 15, вход которого св зан с выходным каналом интегратора 7, а выход - с первым входом 16 первого блока умножени 17, выход которого соединен со входом блока 18 нелинейных функций. Выход блока 18 соединен через первый вход 19 второго блока умножени 20 с регистратором 10. Вторые входы 21 и 22 блокоа 17 и 20 соединены соответственно с выходами первого и второго задатчиков 23 и 24, задающих посто нные коэффициенты.
Блок 18 нелинейных функций выполнен в виде второго квадратора 25, вход которого св зан с выходом первого блока умножени 17, а выход - с входами 26 и 27 третьего 28 и четвертого 29 блока умножени . Первый вход 30 четвертого блока умножени 28 также св зан с выходом первого блока умножени 17, а второй вход 31 четвертого блока умножени 29 - с выходом третьего блока
умножени 28, который также соединен со вторым входом 32 п того блока умножени 33. Первый вход 34 п того блока умножени 33 соединен с третьим задатчиком 35 коэффициента 1 /6, а выход - с первым входом 36 сумматора 37, второй вход 38 сумматора 37 соединен с выходом первого блока умножени 17, а третий вход 39 - с выходом шестого блока умножени 40. Первый вход 41 шестого блока умножени 40 соединен с выходом четвертого блока умножени 29, а второй вход 42 - с четвертым задатчиком 43 коэффициента 3/40. Выход сумматора 37 соединен с первым входом 19 второго блока
умножени 20.
Датчик работает следующим образом. При установке трубки 1 на поверхность 44. угол наклона а которой необходимо измерить , включают питание сжатым воздухом через стабилизатор 3. Шарик 2 занимает при этом некоторое положение в трубке 1, которое определ етс датчиком положени 5. При этом, если шарик 2 расположен ниже (выше) некоторого нулевого положени , за счет отработки сигналов в .линии обратной св зи увеличиваетс (уменьшаетс ) величина управл ющего сигнала Y на управл ющем входе 8 стабилизатора 3, в результате чего увеличиваетс
(уменьшаетс ) расход сжатого воздуха через трубку 1 до такой величины, пока шарик 2 не займет требуемое нулевое положение. Под нулевым положением шарика в трубке понимаетс такое положение шарика , при котором датчик положени 5 имеет условно принимаемый за нуль уровень сигнала . Данное положение шарик занимает всегда в конце переходного процесса при измерении угла наклона а (т.е. соответствующего углу а расхода G).
Этот процесс осуществл етс путем обработки информации отдатчика 5 при помощи интегратора 7. Так, например, если
шарик 2 располагаетс ниже нулевого положени , то сигнал от датчика 5 имеет положительный знак (то есть значение большее, чем при положении шарика 2 в нулевом положении ), и в результате интегрировани
этого сигнала блоком 7 происходит увеличение управл ющего сигнала Y, т.е. увеличение расхода через трубку 1. При расположении шарика 2 выше нулевого положени сигнал Y уменьшаетс , что приводит к уменьшению расхода. В случае расположени шарика 2 в нулевом noflq Ke- нии Y const (как интеграл от нул ), что соответствует посто нной величине массового расхода G через трубку 1.
Таким образом, по величине этого расхода (и, соответственно, установившемус значению величины Y) можно судить о значении угла наклонам . Однако дл удобства использовани угломера величина Y преобразуетс блоком линеаризации 9 в величину Yn, котора линейно зависит от а,
Yn Kot a,
где К dL. - коэффициент линейности. Величина Yn выводитс на регистратор 10.
Блок линеаризации 9 составлен из стандартных блоков систем промышленной электро- или пневмоавтоматики. Поступивший с выхода интегратора 7 сигнал Y возводитс в квадрат (умножением самого значени Y на себ ) блоком 15 и после дом- ножени результата (Y2) на коэффициент KG KY от задатчика 23 блоком умножени 17 поступает на вход блока нелинейных функций 18. Блок нелинейных функций 18 реализует функцию Z arcsinZ. После умножени блоком умножени 20 результата выполнени этой операции на значение К задаваемое задатчиком 24, получаетс значение Yn Kpt arcsln(Kc KY Y2), которое поступает на вход регистратора 10.
Поскольку, блок нелинейных функций имеет на пор док большую величину погрешности , чем блоки умножени , суммировани и задатчики коэффициентов, дл повышени точности линейной характеристики при измерении малых углов используетс в качестве блока нелинейных функций, схема, приведенна на фиг. 4, составленна из квадратора 25, блоков умножени 28, 29, 33, 40, задатчиков 35 и 43 и сумматора 37.
Дл построени данной схемы использовано известное из литературы разложение функции-arcstnZ в р д.
В этом случае блок нелинейных функций реализует функцию Z Z + Т/6 Z + +3/40 Z5 и работает следующим образом: сигнал Z с выхода блока умножени 17 поступает на в квадратор 25 и блок умножени 28, с выхода которого сигнал Z поступает на вход 32 блока умножени 33 и на вход 31 блока умножени 29, на другой вход 27 которого поступает сигнал Z2 с выхода блока 25. После перемножени блоком 33 величины Z3 на величину 1/6 от задатчика 35 и блоком 40 величины Z на величину 3/40 от задатчика 43 сигналы 1 /6 Z3 и 3/40 Z5 поступают на соответствующие входы 36 и 39 сумматора 37, еще один вход 38 которого соединен с выходом блока умножени 17. После суммировани сумматором 37 этих значений на его выходе получаетс требуемое значение Zl Z + 1 /6 Z3 + 3/40 Z5. которое поступает на вход 19 блока умножени 20 и преобразуетс далее.
В качестве датчика положени 5 шарика 2 в конструкции угломера может исполь- 5 зеватьс пневматический датчик, который не требует дополнительных, кроме имеющегос источника 4, источников питани . Так как шарик 2 занимает разное положение в трубке 1, то и величина перекрыти им тре0 угольного отверсти сопла 13 будет различной , за счет чего и величина давлени в полости 14, св занной со входом 6 интегратора 7, будет различной (большей при нахождении шарика 2 ниже этого нулевого
5 положени ). При такой реализации датчика 5 интегратор 7, а также блок линеаризации 9 могут быть выполнены, например, на базе устройств промышленной пневмоавтоматики , что позвол ет отказатьс от дорогосто 0 щих элементов электроавтоматики. Кроме того, это позволит располагать все блоки угломера в зонах с повышенным уровнем радиации, а также пожаро- и взрывоопасных зонах, где использование элементов
5 электроавтоматики невозможно.
Claims (3)
1. Датчик угла наклона, содержащий трубку с установленным в ней с возможностью перемещени шариком, источник и
0 стабилизатор расхода сжатого воздуха, соединенный трубопроводом с первым концом трубки, второй конец которой соединен с атмосферой, и измеритель положени шарика , отличающийс тем, что, с целью
5 повышени точности и расширени функци-. опальных возможностей, он снабжен редуктором , дросселем, интегратором, блоком линеаризации и регистратором, трубка выполнена конической, измеритель положе0 ни шарика - в виде треугольного выреза в трубке, выход источника сжатого воздуха по трубопроводу через редуктор и дроссель соединен с треугольным вырезом трубки и входом интегратора, выход которого соеди5 нен с управл ющим входом стабилизатора и через блок линеаризации с входом регистратора .
2. Датчик по п. 1,отличающийс тем, что блок линеаризации выполнен в ви0 де последовательно соединенных первого квадратора, первого блока умножени , блока нелинейных функций и второго блока ум- ножени , а также первого и второго задатчиков, выходы которых соединены с
5 вторыми входами соответственно первого и второго блоков умножени .
3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с тем, что блок нелинейных функций выполнен в виде последовательно соединенных второго квадратора, третьего и п того блоков умножени и сумматора, а также третьего и четвертого задатчиков, четвертого и шестого блоков умножени , причем выход первого блока умножени соединен с входом второго квадратйра, первым входом третьего блока умножени и вторым входом сумматора, выход второго квадратора соединен с первым входом четвертого блока
умножени , выход третьего блока умножени через второй вход четвертого блока умножени - с первым входом шестого блока умножени , выход четвертого задатчика через второй вход шестого блока умножени соединен с третьим входом сумматора, а выход третьего задатчика - с вторым входом п того блока умножени .
К
15
to
±
Фиг.1
13 2 ак&/11 J -arcSLnz
- V-, ш
брФ-г р
Фиг.З
ФигЛ
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884445601A RU1810754C (ru) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Датчик угла наклона |
DD32973889A DD285183A5 (de) | 1988-06-22 | 1989-06-20 | Pneumatischer neigungswinkelsensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884445601A RU1810754C (ru) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Датчик угла наклона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1810754C true RU1810754C (ru) | 1993-04-23 |
Family
ID=21383443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884445601A RU1810754C (ru) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Датчик угла наклона |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD285183A5 (ru) |
RU (1) | RU1810754C (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109986597A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种机器人调试平台 |
-
1988
- 1988-06-22 RU SU884445601A patent/RU1810754C/ru active
-
1989
- 1989-06-20 DD DD32973889A patent/DD285183A5/de not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР I 584181, кл. 6. 01 С 9/10, 1.5.12.75. Авторское свидетельство СССР № 1318788, кл. G 01 С 9/10, 1985. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD285183A5 (de) | 1990-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1136437C (zh) | 利用带信号处理的涡旋流量计计算流体流速的方法 | |
Schuder et al. | The response of pneumatic transmission lines to step inputs | |
US3875955A (en) | Digital fluid flow rate measurement or control system | |
GB1317344A (en) | Method and apparatus for determining the supercompressibility factor of natural gas | |
US4306446A (en) | Apparatus for estimating locality of leaking spot in pipeline | |
CN1135363C (zh) | 一种具有可控转移函数的涡旋流量计及流率输出方法 | |
CN104133404A (zh) | 一种信号处理方法及装置 | |
RU1810754C (ru) | Датчик угла наклона | |
US5392645A (en) | Method and apparatus for flow rate measurement | |
US5754452A (en) | Method and apparatus for increasing update rates in measurement instruments | |
CN101351793B (zh) | 用于确定自动化技术的传感器的输出值的方法 | |
US4583497A (en) | Boiler control | |
US3104810A (en) | Input | |
US4574617A (en) | Floating restriction standards system | |
WO1983000220A1 (en) | Flow controller and flow sensor | |
CA2093953A1 (en) | Purge gas pressure monitoring system with temperature compensation | |
CA1122444A (en) | Pneumatic flow measuring system | |
US3348771A (en) | Force balance computing apparatus | |
SU723526A1 (ru) | Устройство дл регулировани расхода | |
SU1021932A1 (ru) | Устройство дл измерени толщины покрытий | |
SU811271A1 (ru) | Устройство дл вычислени плотностиНЕфТЕпРОдуКТОВ | |
SU1241203A1 (ru) | Концентратомер | |
RU1795287C (ru) | Способ определени массового расхода газа | |
SU1084822A1 (ru) | Устройство дл определени границ аналитического пика | |
JPS554503A (en) | Flow rate inspecting method at specified pressure loss time of gas cock with overflow preventing valve |