Устройство для определения угла отклонения подвижного объекта от вертикали

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА ,ОТ.ВЕРТИКАЛИ, содержащее герметичный корпус, заполненный жидкостью, подвешенный в нем измерительный маят-. ниь, гидравлический демпфер с заслонкой и преобразователь угла, отличающееся тем, что, С целью повышения точности измерений при воздействии знакопеременного ускорения путем обеспечения оптималь ной степени демпфирования, в нем заслонка гидравлического демпфера вы- , полнена в виде усеченного дискамаятника , подвешенного в корпусе на дополнительной оси, расположенной в одной плоскости и на одной вертикали с осью подвеса измерительного маятника. о ел с оо ОС

„„SU„„1065688 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

°

° ° ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3369566/18-10 (22) 15.12.81 (46) 07.01.84. Бюл. У 1 (72) И.Т.Шестопалов (53) 528.541(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 338784, кл. 6 01 С 9/26, 03.07.69.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 254132, кл. G 01 С 9/12, 01.04.68 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА ,0Т ВЕРТИКАЛИ, содержащее герметичный корпус, заполненный жидкостью, .подвешенный в нем измерительный маят» ни ., гидравлический демпфер с заслонкой и преобразователь угла, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при воздействии знакопеременного усКорения путем обеспечения оптималь. ной степени демпфирования, в нем заслонка гидравлического демпфера вы-, полнена в виде усеченного дискамаятника, подвешенного в корпусе на дополнительной оси, расположенной в одной плоскости и на одной вертикали с осью подвеса измерительного маятника.

1065688

Изобретение относится к измери.тельной технике, конкретнее к датчикам, измеряющим угловые координаты и предназначенным для использования в системах контроля угловых параметров подвижных объектов.

Известны датчики угла отклонения от вертикали, состоящие иэ герметичного корпуса, частично заполненного электролитом и четырех изолированных друг о друга электродов, рас- (О положенных попарно один против другого вдоль стенок кольцевого канала, выполненного в корпусе. В датчике для регулирования степени демпфирования в кольцевом канале установлена f5 поворотная заслонка, которая вместе с корпусом составляет дроссельное устройство. Заслонка имеет фиксированное положение, поэтому степень демпфирования, определяемая сечением щели между заслонкой и корпусом, остается постоянной Е13

Однако при большом сечении щели степень демпфирования будет незначительной, и, как следствие, полезный сигнал будет искажаться эа счет наложения помехи в виде знакопеременного линейного ускорения. Уменьшение сечения щели увеличивает гидравлическое сопротивление и повышает степень демпфирования. Это приводит к уменьшению отклонения маятника под действием знакопеременного линейного ускорения, т.е. к уменьшению искажения полезного сигнала эа счет помехи. Однако увеличение 35 степени демпфирования искажает полезный сигнал — угол поворота объекта, измеряемый маятником, если изменение угла ччоворота объекта имеет, динамический характер. Очевидно,, 4() оптимальную степень демпфирования можно подобрать только для определенного режима изменения полезного сигнала н помехи. На подвижных объектах такой режим заранее не известен и разнообразен. Из этого следует,что датчик угла отклонения от вертикали маятникового типа с постоянной степенью демпфирования не гарантирует минимальное искажение от действия знакопеременного линейного ускорения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения угла отклонения от вертикали подвижного объекта, содержащее корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, маятник и гидравлический демпфер, уменьшающий по- 6() грешность измерений при воздействии ускорений Г23.

Недостатком этого устройства является то, что в нем ограничена возможность увеличения степени

65 демпфирования при изменении величины ускорения.

Целью изобретения является повышение точности измерений при воздействии знакопеременного линейного ускорения путем об спечения оптимальной степени демпфирования.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения угла отклонения подвижного объекта от вертикали, содержащем герметичный корпус, заполненный жидкостью, подвешенный в нем измерительный маятник, гидравлический демпфер с заслонкой и преобразователь угла, заслонка гидравлического демпфера выполнена в виде усеченного диска-маятника, подвешенного.в корпусе;на дополни-. тельной оси, расположенной в одной плоскости и на одной вертикали с осью подвеса измерительного маятника.

На фиг.1 показан датчик, общий вид; на фиг.2 — положение измерительного маятника и диска-маятника при действии ускорения; на фиг.3 — то же, при повороте корпуса; на фиг.4 — отклонение измерительного маятника под действием линейного ускорения (кривая 7 соответствует устройству с постоянным сечением щели, а кривая 8 — устройству с дис. ком-маятником; на фиг.5 — зависимость амплитуды колебаний измери-. тельного маятника (кривая 9 соответствует устройству с постоянным сечением щели, а кривая 10 — с диском-маятником).

Устройство (фиг.1) состоит из . корпуса 1, внутри которого помещен измерительный маятник 2 с осью вращения О; перегородки 3, диска-маятника 4 с осью вращения О„; потенциометра 5, установленного на корпусе 1, токосъемной щетки 6, связанной с маятником 2, арретира и электрического разъема (не показаны) ° Цилиндрическая полость (корпус) прибора герметична и заполнена демпфирующей жидкостью, например трансформаторным маслом. Гидравлический: демпфер, состоящий из перегородки 3 и заслонки в форме маятника усеченного диска 4, служит для автоматичес кого регулирования степени .демпфирования в зависимости от амплитуды ускорения, действующего перпендикулярно оси маятника.

Устройство работает следующим образом.

Диск-маятник 4, отклоняясь под действием ускорения, уменьшает сечение щели S, через которую протекает жидкость (фиг.2). Чем больше величина ускорения, тем на больший угол отклоняется маятник 4 и тем на большую величину уменьшается проходное сечение щели S; пере1065688 текание жидкости затруднится и измерительный маятник 2, испытывая возросшее сопротивление, отклонится на меньший угол, Благодаря этому будет достигнуто меньшее искажение показаний преобразователя. При повороте корпуса 1 устройства на угол с(о(полезный сигнал) по часовой стрелке (фиг.З) встречный поток жидкости, воздействуя на диск-маятник 4, будет стремиться повернуть ее также по часовой стрелке ° Сечение щели уменьшится незначительно, поэтому степень демпфирования изменится мало.

При экспериментальной проверке . 15 высказанные положения полностью под. тверждаются. На графике (Фиг.4) показана зависимость угла отклонения измерительного маятника от амплитуды энакопеременного ускорения, à ур кривая 7 получена при неподвижном диске-маятнике 4, когда сечение дроссельной щели не изменяется, а кривая 8 получается при подвижном диске-маятнике 4. Из сравнения кривых 7 и, 8 видно, что с ростом ускорения амплитуда отклонения измерительного маятника значительно меньше для случая установки заслонки в виде усеченного диска-маятника.

На Фиг.5, где о о — амплитуда угла отклонения корпуса устройства, * — показания устройства, показана зависимость относительной амплитуо ды — от частоты колебания корпуса î вокруг оси О для тех же вариантов дросселирования. Кривая 9 соответ" ствует неподвижному диску-маятнику, а кривая 10 — подвижному.

Иэ графика видно, что до частоты

2 Гц существенной разницы между кривыми не наблюдается.- Эксперимент показывает, что погрешность устройства по сравнению с известными при действии ускорения 2 м/сек уменьшается вдвое, а при ускорении

6 м/см - втрое.

1065688!

1065688

Ф,7Х гч

Составитель Л.Колюбакина

Техред Т.Фанта: Корректор Л. Патай

Редактор P.Öèöèêà

Ч

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11028/41 Тираж 593. Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5