Датчик углов наклона объекта

 

ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТА , содержодий светопроницаемый корпус , прозрачную ампулу, источник света и фотоэлектрические преобразователи , отличающийся тем, что, с целью повышения точное ти измерения при больших скоростях изменения угла наклона, он снабжен двумя светопроницаемьате пробками. ю каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробки, и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи , касающиеся нижней стенки ампулы , источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основания , а ампула выполнена в виде трубки, образую1цей полукольцо, обращенное вьтуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения Л 0,10 0,20, где d - диаметр воздушного пузырька; D - внутренний диаметр ампулы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° РЛФЧЭВП

РЕСОУВЛИН ((9) .(И ) 4(5t) G 01 С 9 06

ГОСУДАРСТВЕННЬМ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОИ ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВY

0,10 d 40,20, :Ь. (21) 3657297/24-10 (22), 31. 10.83 (46) 23,05.85. Бюл, Ф 19 (72) Г.В. Васильев (53) 528 541 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 298818 ° кл. 6 01 С 9/06, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 346574,кл. G 01 С 9/06 ° 1970 (прототип). (54) (57) ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОБЬЕКТА, содержащий светопроницаемый корI пус, прозрачную ампулу, источник света и фотоэлектрические преобраэов.атели, отличающийся тем,.что, .с целью повышения точнос ти измерения при больших скоростях изменения угла наклона, он снабжен двумя светопроницаемыки пробками, каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробки, и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи, касающиеся нижней стенки ампулы, источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основания, а ампула выполнена в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения где d - диаметр воздушного пузырька;

D - -внутренний диаметр ампулы.

1 11

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для измерения углов наклона на подвижных объектах.

Известен датчик угла наклона, .содержащий прозрачную ампулу в виде шарового сегмента, заполненную непрозрачной жидкостью со светопроницаемым пузырьком, источник света и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с разных сторон пузырька. Световой поток от источника света, установленного в фокусе

Вогнутой оптической линзы, проходя . через переменное поперечное сечение воздушного пузырька, находящегося в светонепроницаемой жидкости, воз действует на фотоэлектрический преобразователь, расположенный на поверхяости линзы и регистрирующий ,угол наклона объекта (11.

5 !

20 та и фотоэлектрические преобразователи, снабжен двумя светопрояицаемыми пробками, каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробок и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи, касающиеся нижней стенки ампулы, источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основания, а ампула выполнена в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения

0,10 4d «(0t209

57352 2 пус, прозрачную ампулу, источник свеНаиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик углов наклона объекта, содержа25 щий прозрачную ампулу со светонепроницаемой жидкостью и воздушным пузырь« ком, источник света и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с разных сторон ампулы, причем ампула, заполненная наполовину светонепроницаемой жидкостью, выполнена в виде плоского сосуда круглого сече» яия, яа торцовой поверхности которого по разные стороны от оси вращения расположены фотоэлектрические преоб- 35 разователи, включенные в измерительный мост. При изменении угла наклона площадь освещения фотоэлектрических преобразователей изменяется. Это приводит к разбалансировке измери- 40 тельного моста, величина которой пропорциональна изменению угла наклона объекта 1 2).

Недостатком известных датчиков является низкая точность при скоростях 4S изменения угла наклона более

0,5 рад/с вследствие инерционности чувствительного элемента - воздушно« го пузырька, обусловленной его геометрическими размерами и, следова- 50 тельно, высоким гидравлическим conpol тивлением.

Ф .Цель изобретения - повьпнение точности измерения при больших скоростях изменения угла наклона. 55

Поставленная цель достигается тем, что датчик углов наклона объекта, содержащий светопроницаемый корrye d — диаметр воздушного пузырька;

Π— внутренний диаметр ампулы.

Выбор размеров воздушного пузырька из соотношения ю10 (d сО 20 позволяет значительно снизить инерционность чувствительного элемента .за счет сокращения его геометрических размеров и, следовательно, уменьшения гицравлического сопротивления, что приводит к повьппению точности измерения при больших Скоростях изменения угла наклона..

Выполнение ампулы в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, обеспечивает прямопропорциональную зависимость между угловыми перемещениями объекта и перемещениями,воздушного пузырька, что также повьппает точность измерения. Установка зеркал в торцах ампулы, а источника света — в середине основания корпуса позволяет подучить световые лучи с одинаковой интенсивностью освещенности, а это ведет кполученню более точных результатов, Установка на торцах ампулы светопроницаемых пробок и заполнение. ампулы прозрачной жидКостью, а также размещению фотоэлектрических преобразователей вдоль нижней стенки ампулы и жесткое закрепление их на основании корпуса обеспечивает прохождение луча сквозь .пробки и столб жидкости до воздушного пузырька и отражение

Ф светового луча на фотоэлектрический преобразователь, причем интенсивность

1157

Составитель Г.Прудников

Редактор С.Патрушева Техред М.Надь Корректор М.Пожо

Заказ 3325/38 Тираж 651 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 освещенности. отражаемого от воздушного пузырька светового луча находится в обратно пропорциональной зависимости от расстояния, пройденного световым лучом до воздушного пузырька в ампуле, а следовательно, углового перемещения подвижного объекта, все зто позволяет. регистрировать угол наклона нри больших скоростях перемещения объекта.

На чертеже изображен датчик уг. лов наклона.

Датчик углов наклона объекта состоит иэ светопроиицаемого корпуса 1, светопроницаемой ампулы 2 в виде трубки, образующей полукольцо и ориентированной выпуклостью вверх, заполненной светопроницаемой жидкостью 3, в которой находится воздушный пузырек 4. Ампула 2 закреплена в основании 5, с одной стороны которого помещены источник 6 света, зеркала 7 и торцы ампулы 2 со светопроводящими пробками 8. С другой стороны основания находится рабочая часть ампулы 2 и держатель фотопреобразователей 9 с фотопреобраэователями 10-12.

352 4

Датчик устанавливается на контролируемом объекте таким образом, что горизонтальному положению объек- та соответствует положение воздушного йузырька 4 в середине ампулы 2, Све- товой поток от источника 6 света, от» раэквшись от зеркал 7, проходит светопроницаемые пробки 8 и светогро- ницаемую жидкость 3, Достигнув воздушного пузырька 4, световой поток отражается от него и воздействует на фотоэлектрический преобразователь II.

При изменении угла наклона объекта воздушный пузырек 4 по ампуле 2 пере-1 мещается, и световой поток, отражен ный от него., воздействует на фотоэлектрический преобразователь 10, иэ» меняя его параметры, Таким образом, пропорционально изменению угла наклона изменяются параметры фотоэлектрического преобразо вателя, которые замеряют или регистр» рируют известным способом .

Использование предлагаемого дат чика углов наклона позволит повысить точность измерения прн скоростях из менения угла наклона подвижного объекта до О,2 рад/с,