Способ определения угла наклона объекта

 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для решения задач, связанных с пространственным ориентированием объектов относительно отвесной линии или горизонтальной плоскости или с определением отклонений объектов от заданного положения в отвесной плоскости. Целью изобретения является повышение точности измерений. При осуществлении способа используют гравиметр или акселерометр. Перед измерением отклоняют ось вращения маятника гравиметра или ось чувствительности акселерометра на 1-6 угловых градусов от нормального положения в измерительной плоскости и определяют это отклонение с помощью любых технических средств. При обработке результатов измерений учитывают это отклонение. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1597549

Я1 (51)5 С О! С 9/12

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4447539/25-10; 4424246/25 10 (22) 12.05»88 (46) 07.10.90. Бюл. N- 37 (71) Институт физики Земли им. О. Ю»Шмидта (72) В»А,Романюк (53) 528.541(088.8) (56) Юзефович А.П. и др. Гравимет рия. М.: Недра, !980, с, 273-278 °

Курс геодезии»/Под ред. Красовс кого.:Ч.1. :М.-Л.: Госиздат, 1930, :с, 38-41. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛО»

НА ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к области измерительной 1ехники и предназначе но для решения задач, связанных с

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь эовано для высокоточного определения наклонов сооружений (плотин, оснона» ний ядерных реакторов и др») для выставления плоскостей в горизонт для установки вертикально осей вра щения и для решения других задач, связанных с ориентированием объекта относительно отвесной линии или го» ризонтальной плоскости, а также с определением отклонений объекта от заданного положения в отвесной плос кости

Целью изобретения является повы шение точности измерений, На фиг.! и 2 изображена схема определения угла наклона гравимет ром; на фиг.3 схема реализации спо

2 пространственным ориентированием объектов относительно отвесной линии или горизонтальной плоскости или с определением отклонений объектов от заданного положения в отвесной плос» кости. Целью изобретения является повышение точности измерений, При осуществлении способа используют гравиметр или акселерометр, Перед измерением отклоняют ось вращения маятника гравиметра или ось чувствительности акселерометра на 1 6 угловых градусов от нормального положе ния в измерительной плоскости и определяют это отклонение с помощью любых технических средств, При обра» ботке результатов измерений учитынают это отклонение. 3 ил,, 1 табл. соба при выставлении плоскости в го ризонт акселерометром

В качестве средств для осуществления способа могут быть использова ны уэко- и широкодиапазонные аста3н» рованные гравиметры, а также другие типы гравиметрон, которые могут эта лониронаться методом наклона Могут быть применены серийно выпускаемые гравиметры, при этом не требуется каких-либо конструктивных или иных дополнений или изменений» Методика наблюдения самого гравиметра обычная °

Чувстнительная система гравиметра представлена в виде осН вращения маятника и маятника, расположена на наклонной плоскости, наклон которой необходимо измерить»

1597549 йg — gj сов(4-g) cos(р — д" ) з(+ ) cps@+ 4)g или приближенно

ag = gt 2Va+p (Ф,+ д,) +

+ — (d — сР ) ), 40

Решив уравнение относительно получим

Р (1+ А ) " 1 " и — +

21 44

45 к»

o(=

2g 11

Во многих практических случаях второй и третий члены правой части соотношения можно не принимать во внимание, тогда приближенно имеем (Д

= zg

В таблице приведены значения dg в зависимости от величины угла для о = 1", g 980 см с, а также но минальная точность измерения наклона. !

Наклон измеряют следующим обра зом, Ксли чувствительная система гравиметра, содержащая маятник и его ось вращения, расположена так, что ось вращения маятника образует с горизонтом угол, а маятник - угол с, то показание гравиметра определяется как g cos 4 cos Р.

Установим гравиметр на основании (плоскость), наклон которого необходимо измерить, в двух положениях, причем второе положение гравиметра повернуто на 180 относительно пер вого, Пусть наклон основания к горизон ту -определяется двумя углами о(и р, причем угол е(расположен в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения маятника гравиметра, а угол в вертикальной плоскости, проходящей через маятник, В первом положении гравиметра ось вращения маятника наклонена к горизонту на угол 4 + Ы, а .маятник на угол р+ Р1, Соответственно во вто ром положении - 4 - a(и рПоказание гравиметра в первом по ложении определяется как 8 ссж (4+11)х х соз(р+ а,), а во втором - g cos (g -Ы).

Разность показаний гравиметра во втором и первом положениях

Гравиметр настраивают так, что ось вращения маятника чувствительной системы составляет угол 1 с горизонтом, а маятник горизонтален.

Гравиметр устанавливают на основание (плоскость) в первое положение, измеряют его показание, переставляют гравиметр во второе положение, изме ряют его показание во втором положении и определяют угол o(.

Для решения поставленной задачи могут также применяться серийно вы» пускаемые высокоточные акселеромет» ры, при этом не требуется каких-либо конструктивных или иных дополнений или изменений, Методика наблюдения самого акселерометра обычная.

Рассмотрим задачу выставления плоскости в горизонт.

Акселерометр может быть установлен на плоскости в двух положениях, причем во втором положении акселерометр повернут на 180 относительно первого положения Акселерометр включает в себя чувствительную систему, схематически представленную в виде направления оси чувствительнос ти акселерометра, Назовем плоскостью акселерометра плоскость, определяемую тремя точками на его установочной поверхности.

Обозначим угол между направлением оси чувствительности акселерометра и плоскостью акселерометра через 90 -. 4.

Устанавливают акселерометр на плоскость, подлежащую выставлению в горизонт, и измеряю-. его показание, затем поворачивают aE"елерометр Hd

180 вокруг вертикальной оси и вновь измеряют его показание, Пусть наклон плоскости, подлежащей выставлению в горизонт, равен.o(Тогда в первом положении акселеро метра направление оси чувствительности акселерометра составляет с вер" тикалью угол 1 + o(, а во втором:о/, Разность показаний акселерометра во втором и первом положениях равна

da = g icos(g-Û) - cos (;I+3)g или приближенно

4а = 2g4a наКлон равен

da

2ga

Л8(ла) мк Гал, MPH а(= минальная погрешть измерения нана, угловые се-. иды, при погреш» ти измерения ,1а), мкГал

1 166

2 332

3 498

4 663

5 829

6 995

О, 060

О, 030

О, 020

0.015

0,012

0,010

0,006

0,003

0,002

0,002

0,001

0,00!

Фиг. 1

5 15975

Выставление плоскости в горизонт происходит следующим образом.

Акселерометр регулируют так, что направление его оси чувствительнос ти составляет угол 90 - 4 с плосо 5 костью акселерометра, Акселерометр устанавливают на плоскость, подлежащую выставлению в горизонт, в положение I, измеряют его показание, за тем акселерометр переставляют в положение II, измеряют его показание, вычисляют d a, угол (, а затем наклоняют плоскость на угол o(. Затем указанные действия повторяют для на правления перпендикулярного первому

При необходимости повторяют вновь измерения и уточияют положение плос кости

Формула изобретения

Способ определения угла наклона объекта, при котором ориентируют при бор по отношению к измерительной 25 плоскости, производят первый отсчет, разворачивают прибор по отношению к измерительной плоскости на 180, про» изводят второй отсчет и обрабатывают результаты измерений, о т л и ч а ю

49 6 шийся тем, что, с целью повышения точности, при ориентировании прибора устанавливают в измерительной плоскости ось вращения маятника гравиметра или ось чувствительности акселерометра, отклоняют ее от нормального положения в измерительной плоскости на 1-6 угловых градусов, измеряют значение этого отклонения и учитывают его при обработке результатов измерений

1597549

Составитель Л Колесова

Редактор:О,Юрковецкая Техред Л.Олийнык Корректор:Н.Ревская

Заказ 3040 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101