UA142672U - ZENY AND VISION ANGLE SENSOR WITH AEROSTATIC SENSITIVE SUSPENSION SUSPENSION - Google Patents

Abstract

Датчик візирного і зенітного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента містить циліндричний корпус з синусно-косинусним обертовим трансформатором і чутливим елементом. Додатково введено ланцюг зворотного зв'язку з електромагнітом (датчик моменту), підсилювачем для живлення датчика моменту. На вільному кінці корпусу закріплено покроковий двигун для можливості виміру зенітного кута.The sight and zenith angle sensor with aerostatic suspension of the sensing element contains a cylindrical housing with a sine-cosine rotating transformer and a sensing element. Additionally, a feedback circuit with an electromagnet (torque sensor), an amplifier to power the torque sensor. A stepper motor is mounted on the free end of the housing to measure the zenith angle.

Description

Корисна модель належить до промислової метрології і може бути використана для створення прецизійних перетворювачів нахилу в сфері промислового і цивільного будівництва.The utility model belongs to industrial metrology and can be used to create precision tilt transducers in the field of industrial and civil engineering.

Відомий перетворювач кута нахилу, який містить герметичний корпус, поплавок з ексцентричним вантажем, урівноважений лише до певної величини по плавучості та диференту в рідині, що заповнює корпус. У корпусі розташовані датчики сили і лінійного переміщення з підсилювачем та резистором зворотного зв'язку |11.A known pitch transducer, which contains a sealed housing, a float with an eccentric load, balanced only to a certain amount of buoyancy and trim in the liquid filling the housing. Force and linear displacement sensors with amplifier and feedback resistor |11 are located in the case.

Недоліком такого датчика є невелика точність вимірювання та можливість вимірювання лише одного кута.The disadvantage of such a sensor is low measurement accuracy and the ability to measure only one angle.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є датчик візирного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента |2)|. Датчик візирного кута містить немагнітний герметичний корпус, в якому розташовано аеростатичний конічний підшипник, рухливий чутливий елемент який має два конуси та зміщення центра ваги у вигляді двох совісно розташованих отворів різного діаметра. Чутливий елемент з малим зазором поміщений у конічну порожнину корпусу підшипника, яка складається із двох котушок і з порожнинами і, які є об'ємом підвищеного тиску, де у частинах корпусу котушках виконані живильні мікроотвори для подачі стисненого повітря з об'єму підвищеного тиску в робочий зазор, а також вихідні канали для його відводу.The closest analog to the proposed useful model is the sighting angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element |2)|. The sighting angle sensor contains a non-magnetic sealed housing, which houses an aerostatic conical bearing, a movable sensitive element that has two cones and a displacement of the center of gravity in the form of two congruently located holes of different diameters. The sensitive element with a small clearance is placed in the conical cavity of the bearing housing, which consists of two coils and with cavities and which are the volume of increased pressure, where the parts of the housing of the coils have feeding microholes for supplying compressed air from the volume of increased pressure to the working gap, as well as output channels for its removal.

Недоліком цього датчика є недостатня точність та складність конструкції при вимірювання двох кутів одночасно.The disadvantage of this sensor is the lack of accuracy and the complexity of the design when measuring two angles at the same time.

Задачею запропонованої корисної моделі є збільшення точності виміру кутів нахилу за допомогою компенсаційної схеми, а за рахунок покрокового двигуна стає можливим одночасне вимірювання двох кутів візирного та зенітного.The task of the proposed useful model is to increase the accuracy of measuring the angles of inclination with the help of a compensation scheme, and due to the stepper motor it becomes possible to measure two angles of sight and zenith simultaneously.

Поставлена задача вирішується тим, що датчик візирного і зенітного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента, що містить циліндричний корпус з синусно-косинусним обертовим трансформатором і чутливим елементом, згідно з корисною моделлю, додатково введено ланцюг зворотного зв'язку з електромагнітом (датчик моменту), підсилювачем для живлення датчика моменту, а на вільному кінці корпусу закріплено покроковий двигун для можливості виміру зенітного кута.The task is solved by the sight and zenith angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element, which contains a cylindrical body with a sine-cosine rotating transformer and a sensitive element, according to the useful model, a feedback circuit with an electromagnet (torque sensor) is additionally introduced. an amplifier for powering the torque sensor, and a stepper motor is attached to the free end of the housing for the possibility of measuring the zenith angle.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена принципова схемаThe essence of a useful model is explained by a drawing showing a schematic diagram

Зо датчика зенітного та візирного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента.From the zenith and sight angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element.

Датчика зенітного та візирного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента містить покроковий двигун 1 для повороту на 90 градусів, чутливий елемент датчика візирного кута 2, корпус датчика візирного кута 3, синусно-косинусний обертовий трансформатор 4, підсилювач 5, ротор магнітоелектричного перетворювача моменту 6, еталонний резистор 7 з якого буде зніматися напруга, що пропорційна куту нахилу.The zenith and sight angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element contains a stepper motor 1 for turning 90 degrees, a sensitive element of the sight angle sensor 2, a body of the sight angle sensor 3, a sine-cosine rotary transformer 4, an amplifier 5, a magnetoelectric torque converter rotor 6, a reference resistor 7 from which a voltage proportional to the angle of inclination will be removed.

Датчик візирного і зенітного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента працює наступним чином: корпус датчика З закріплюють на конструкції, просторову орієнтацію якої треба визначити, і при нахилі конструкції, чутливий елемент 2 повертається важким місцем в площину нахилу і на статорну обмотку синусно-косинусного обертового трансформатора 4 подається змінна трифазна напруга 36 В 400 Гц, у результаті зміни індукційної взаємодії на статорній обмотці синусно-косинусного обертового трансформатора 4 з'являється нульовий сигнал Ш1, пропорційний повороту чутливого елемента 6, щодо корпусу 3. Сигнал 01 подається на підсилювач 5, після чого підсилений сигнал живить датчик моменту 4 для повороту чутливого елементу 2 у початкове положення. З паралельно підключеного еталонного резистора 7 буде зніматися напруга, за якою визначається сила струму ІЇ, що буде першим значенням. Для визначення другого значення сили струму І2 використовується покроковий двигун, за допомогою якого повертаємо датчик навколо своєї осі на 90" і проводять таку ж послідовність дій. При вертикальному відхиленні чутливого елемента між візирним і зенітним кутом виникають тригонометричні залежності, а між відхиленням та значенням сили струм виникає пропорційна залежність. Використовуючи ці залежності разом з певним математичним апаратом, можна отримати шукані кути |З)The sighting and zenith angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element works as follows: the body of the sensor C is fixed on the structure, the spatial orientation of which must be determined, and when the structure is tilted, the sensitive element 2 is turned by a heavy point into the plane of inclination and onto the stator winding of the sine-cosine rotating transformer 4, an alternating three-phase voltage of 36 V 400 Hz is supplied, as a result of a change in the induction interaction on the stator winding of the sine-cosine rotary transformer 4, a zero signal Ш1 appears, proportional to the rotation of the sensitive element 6, relative to the housing 3. Signal 01 is supplied to the amplifier 5, after which the amplified signal feeds the moment sensor 4 to rotate the sensitive element 2 to the initial position. The voltage will be removed from the reference resistor 7 connected in parallel, which will determine the current strength II, which will be the first value. To determine the second value of the current strength I2, a stepper motor is used, with the help of which we turn the sensor around its axis by 90" and carry out the same sequence of actions. With the vertical deviation of the sensitive element, there are trigonometric dependencies between the sighting and zenith angles, and between the deviation and the value of the current a proportional relationship appears. Using these relationships together with a certain mathematical apparatus, it is possible to obtain the desired angles |Ж)

Джерела інформації: 1. А.С. СРСР Мо 1199916. Устройство для контроля параметров траектории скважинь!.Sources of information: 1. A.S. USSR Mo. 1199916. Device for controlling well trajectory parameters!.

Ковшов Г.Н., Исмагилов М.3., Сулейманов С.Т. Бюл. Мо 47 от 23.12.85. 2. Патент України Мо 135743. Датчик візирного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента. Пономарьов С.М., Ковшов Г.М., Пономарьова О.А., Заспенко Д.Є., Коногова М.А.Kovshov G.N., Ismagilov M.3., Suleymanov S.T. Bul. Mo 47 dated 23.12.85. 2. Patent of Ukraine No. 135743. Sighting angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element. Ponomaryev S.M., Kovshov H.M., Ponomaryova O.A., Zaspenko D.E., Konogova M.A.

Бюл. Мо 13, 2019. 3. Ковшов Г.Н. Приборьї контроля пространственной ориентации скважин при бурении / Г.Н.Bul. May 13, 2019. 3. Kovshov G.N. Instruments for monitoring the spatial orientation of wells during drilling / G.N.

Ковшов, Г.Ю. Коловертнов - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001.-228 с. (510)Kovshov, G.Yu. Kolovertnov - Ufa: UGNTU Publishing House, 2001.-228 p. (510)

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Датчик візирного і зенітного кута з аеростатичним підвісом чутливого елемента, що містить циліндричний корпус з синусно-косинусним обертовим трансформатором і чутливим елементом, який відрізняється тим, що додатково введено ланцюг зворотного зв'язку з електромагнітом (датчик моменту), підсилювачем для живлення датчика моменту, а на вільному кінці корпусу закріплено покроковий двигун для можливості виміру зенітного кута.USEFUL MODEL FORMULA Sighting and zenith angle sensor with an aerostatic suspension of the sensitive element, containing a cylindrical housing with a sine-cosine rotating transformer and a sensitive element, which is distinguished by the fact that a feedback circuit with an electromagnet (torque sensor), an amplifier for power supply is additionally introduced torque sensor, and a stepper motor is attached to the free end of the housing for the possibility of measuring the zenith angle. Н Н Н і і пн і Н / і і Н НІ ! А і і | ! і і ! Н і? ДУ у фу у Я у нан ї і і Н нн ж а а 1 і Е і : Я С 7 | ! і 00 фена : ЕН г : | ІА, ! зи | і : ! : -я | КТ ! : ятати п Я | ! В н і ї ш ЩЕ : | пенні І с ше | | щ Я ст ха фен п а по а ЯN N N i i pn i N / i i N NO! And and and | ! and and! And? DU u fu u I u nan i i i N nn j a a 1 i E i : I C 7 | ! and 00 hair dryer : EN g : | IA, ! zi | and : ! : -I | CT scan! : remember p I | ! MORE: | penny I s she | | щ Ya st ha fen p a po a Ya