SU1137298A1 - Устройство дл измерени угла наклона - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА, содержащее полый шар, частично заполненный электропроводной жидкостью, четыре электрода, выполненных в виде шаровых сегментов, наполовину погруженных в жидкость, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , каждый электрод снабжен сегментным вьфезом, вьтолненным в центральной части электрода, причем площадь вы- ,реза равна суммарной площади остав;шейс  части электрода. Veatvt (jf Фи1 i

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быт использовано дл  измерени  величины и направлени  углов наклона объектов Известно устройство дл  измерени  углов наклона, содержащее два симметричных датчика сферического вида с парами электродов в каждом,. смачиваемых электропроводной жидкостью jjj . Недостатком известного устройству  вл етс  ограниченный диапазон измер емых углов, а также больша  погрешность измерени  при больших углах наклона. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  углов наклона объектов , содержащее полый шар, до половины заполненный электропроводной жидкостью, четыре сегментных шаро-. вых электрода, погруженных до полови ны в жидкость и включенных в электри ческую цепь измерительной системы 2 Недостатком данного устройства  в л етс  больша  погрешность измере|ни  при углах наклона 30-60 , Цель изобретени  - повышение точности измерени  угла наклона. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  угла, наклона, содержащем полый шар,астич но заполненный электропроводной жидкостью, четыре электрода, выполненных в виде шаровых сегментов , наполовину погруженных в жидкость , каждый электрод снабжен сегментным вырезом, выполненным в центральной части электрода, причем площадь выреза равна суммарной площади оставшейс  части эЛектрода . На фиг. 1 приведена схема устрой- ства, вид сверху на фиг. 2 - вид датчика на фиг. 3 - принцип работы датчика. Устройство содержит полый шар 1 с электродами 2-5, имеющими сегментные вырезы 6-9. Шар 1 заполнен частично электропроводной жидкостью 10, Электроды 2-5 включены в электрш ческую цепь измерительного блока, включающего регистрирующее устройство 11 и генератор опорных синусоидальных сигналов 12. Электроды 2-5 выполнены в виде шаровых сегментов и имеют сегментный вырез 6-9, площадь которого равна площади электрода , составленной из двух сегментных полос.. Устройство работает следующим образом . При горизонтальном положении устройства площади сегментов, смачиваемые электролитом, раьлы между собой, поэтому сигнал, снимаемый с выхода регистрирующего устройства 11, равен нулю. При изменении угла поворота на Ср и угла наклона на Л происходит изменение смачиваемой электролитом площади сегмента (фиг. 3). Дл  упрощени  излс кени  отсчет углов прин т от оси А А, образуемой точками пересечени  кривой АВ, В,  вл ющейс  линией уровн  жидкосги при горизонтальном положении датчика, и кривой ,  вл ющейс  границей жидкости после наклона на f и об . . Из пр моугольных сферических треугольников АВВ и , изменение площади д5 равно А5 SABB (1) Здесь В Bj 90° и А «5Авв (А- В+в-1Г) А8.в; ЯЧА+В,+в;-1Г), (2) Где Я - радиус сферы. Подставив (2) в (1), получаем Ь5 Я (В-В, ). .(3) В и в1 находим из решени  сферивеских пр моугольнкк треугольниковС05В СОзЬ-einA .co38,cosb,.(5mA , (4) ; где Ь, иЪ, - катеты, лежащие против угов В и В| соответственно ь-. i . где и - угол раскрыва части сегмента. Принима  во внимание (5) и (4), Н 1ХОДИМ Б arc cosjcos tf, V-L j(5iYieLl &,a co 5lcoe tp,,/g й5 - R |artco 9|co5 ( (э1 nv-1-arcco5jco (tf,-2- 5i«oc| (7. Изменение площади iSgсегмента состо щего из двух частей, равно сумме приращений площадей каждой части uSgR |arcco |co5 cf,- 2-j5ini t -arcco5 co5 4, 2 ) (8) В выражении (8) w , су, и Cf - теку7 щие переменные, а величины и (( + tCfj) посто нные. Оптимальный угол раскрьгоа (Ь сегмента и величина сегментного вьфеза ср Cfj + cf, -р выбираютс  методом 11 84 итераций из услови  минимальной погрешности измерений величины и направлени  углов наклона, При изменении углов поворота до 50 в диапазоне углов наклона до 60 методом итераций установлены следующие параметры сегментов: угол раскрыва и 80. угол сегментного вьфеза лО Cfj. 40 , при этом площадь электрода равна площади сегментного вьфеэа. Абсолютна  погрешность устройства в указанных пределах изменени  углов наклона и поворота 1,1, дл  базового объекта (прототипа) она составл ет 12,6 .

2-5

10

Фаг. 2

Фие.З

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА, содержащее полый шар, частично заполненный электропроводной жидкостью, четыре электрода, выполненных в виде шаровых сегментов, наполовину погруженных в жидкость, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, каждый электрод снабжен сегментным вырезом, выполненным в центральной части электрода, причем площадь выреза равна суммарной площади оставшейся части электрода.

   Фиг 1

   SU „„ 1137298

   1 1137298