ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах автоматического и дистанционного измерения углов наклона.
Известны магнитные жидкости, представляющие собой коллоидные растворы ферромагнитных частиц в связующих жидкостях, которые могут быть использованы для коммутации магнитного потока в магнитных шунтах (Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. - М.: Мир, 1989).
Недостатком таких шунтов является отсутствие регулируемого электрического сигнала.
Известен датчик угла наклона, представляющий собой U-образную трубку гидроуровня, заполненную частично магнитной жидкостью, закрытую торцевыми крышками, на одном конце трубки расположена обмотка, связанная с подстроечным резистором, индикатором и источником питания [Патент RU 2397443, МПК G01С 9/22, опубл. 20.08.2010].
Недостатком такого устройства является невозможность одновременного определения углов наклона в нескольких плоскостях.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является нивелир, включающий две сообщающиеся между собой U-образные ортогональные трубки круглого сечения, выполненные из прозрачного материала, заполненные жидкостью, открытые с обоих концов и в месте своего пересечения прикрепленные к основанию для обеспечения устойчивости, при этом на трубках на одном горизонтальном уровне выполнена шкала в виде рисок. Это позволяет измерять отклонение плоскости от горизонтального положения [Свидетельство на ПМ RU 39700, МПК G01С 9/22, опубл. 10.08.2004].
Недостатком такого устройства является невозможность дистанционного и автоматического определения углов наклона.
Изобретение решает задачу обеспечения одновременного дистанционного и автоматического определения углов наклона в нескольких плоскостях за счет применения магнитной жидкости.
Для достижения необходимого технического результата в известном датчике, состоящем из двух сообщающихся между собой U-образных ортотональных трубок, частично заполненных жидкостью, предлагается использовать магнитную жидкость, U-образные ортогональные трубки снабдить торцевыми крышками и двумя обмотками, расположенными на концах ортогональных трубок, а каждую обмотку подключить через подстроечные резисторы и индикаторы к источнику питания.
Изменение уровня магнитной жидкости в ортогональных трубках U-образного датчика при изменении углов наклона за счет изменения магнитного сопротивления вызывает изменения величин токов, протекающего через обмотки, подстроечные резисторы, индикаторы и источник питания. Причем изменение величин тока в обмотках пропорционально углу наклона в каждой их плоскостей. Тем самым происходит одновременное дистанционное и автоматическое определение углов наклона в нескольких плоскостях.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлен общий вид датчика углов наклона;
- на фиг.2 - работа датчика углов наклона при наклоне относительно исходного состояния;
- на фиг.3 - работа датчика углов наклона при наклоне в противоположную сторону.
На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - сообщающиеся U-образные ортогональные трубки, 2 - торцевые крышки, 3 - магнитная жидкость, 4 - обмотки, 5 - подстроечные резисторы, 6 - индикаторы, 7 - источник питания.
Датчик углов наклона состоит из двух сообщающихся между собой U-образных ортогональных трубок 1, концы которых закрыты торцевыми крышками 2, заполненных магнитной жидкостью 3, расположенных на концах ортогональных трубок 1 двух обмоток 4, подстроечных резисторов 5, индикаторов 6, источника питания 7.
Датчик углов наклона работает следующим образом. При подключении источника питания 7 к обмоткам 4 по цепи протекают токи, регистрируемые индикаторами 6, проградуированными в градусах. Подстроечные резисторы 5 предназначены для начальной регулировки токов и выставления индикаторов 6 в нулевое положение.
При изменении наклона датчика (фиг.2) относительно исходного состояния происходит увеличение уровня магнитной жидкости 3 в ортогональных трубках 1, что вызывает уменьшение магнитного сопротивления и приводит к увеличению в цепях токов, регистрируемых индикаторами 6, проградуированными в градусах.
При изменении наклона датчика в противоположную сторону (фиг.3) магнитное сопротивление за счет снижения уровня магнитной жидкости 3 в ортогональных трубках 1 возрастает, что приводит к уменьшению тока в цепях. Причем изменение величин тока в обмотках 4 пропорционально углу наклона в каждой их плоскостей. Индикаторы 6 в обоих случаях покажут величину углов наклона в каждой из плоскостей. Крышки 2 обеспечивают герметичность магнитной жидкости 3.
Предлагаемое решение позволяет обеспечить одновременное дистанционное и автоматическое определение величин углов наклона в нескольких плоскостях.