Датчик угла наклона подвижного объекта

Авторы патента:

G01C9/16 - с помощью нескольких маятников

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам для определения углов наклона подвижных объектов. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит маятник 1 с жестким стержнем 2 и осью 3 вращения, узел компенсации ускорения и узел формирования информации о наклоне. Узел компенсации ускорения включает в себя разрезную инерционную раму, первая 4 и вторая 5 части которой установлены с возможностью вращения вокруг оси, совмещенной с осью жесткого стержня 2, и связаны со стержнем двумя идентичными пружинами 7. Узел формирования информации о наклоне включает в себя первый 8 и второй 9 индуктивные преобразователи, связанные соответственно с осями вращения маятника и разрезной инерционной рамы. Роторы преобразователей 8, 9 включены встречно и последовательно . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 С 9/16

ГОСУДА P СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

САЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756811/10 (22) 09.11.89 (46) 30.05.92. Бюл. ¹ 20 (72) Ю. А. Погрешаев и В. Н, Турышев (53) 528.541(088.8) (56) Малкин Л. А. и Шелленгер В. И, Автоматические приборы для определения превышений, Труды МИИГА и К, вып. 3, М., Геодезиздат, 1956, с. 63 вЂ” 91.

Авторское свидетельство СССР

¹ 32167, кл. G 01 С 9/16, 1932. (54) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам для определения углов наклона подвижных объектов. Целью изобретения

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам определения углов наклона подвижных объектов, Известны датчики угла наклона подвижного объекта, содержащие физический маятник с компенсатором влияния инерционных сил, действие которого заключается в приложении к маятнику компенсационного момента, равного по величине моменту от горизонтальной составляющей силы инерции, действующей на тело маятника, и противоположного ему по знаку.

Вертикальная составляющая сил инерции, действующей на тело маятника, воспринимается соответствующей реакцией его опоры и не вызывает отклонения тела маятника от равновесного положения (1, с. 63 вЂ” 91), „„ Ы „„1737272 А1 является повышение точности измерений.

Устройство содержит маятник 1 с жестким стержнем 2 и осью 3 вращения, узел компенсации ускорения и узел формирования информации о наклоне, Узел компенсации ускорения включает в себя разрезную инерционную раму, первая 4 и вторая 5 части которой установлены с возможностью вращения вокруг оси, совмещенной с осью жесткого стержня 2, и связаны со стержнем двумя идентичными пружинами 7. Узел формирования информации о наклоне включает в себя первый 8 и.второй 9 индуктивные преобразователи, связанные соответственно с осями вращения маятника и разрезной инерционной рамы. Роторы преобразователей 8, 9 включены встречно и последовательно. 2 ил.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, включающей в себя последовательно соединенные датчики поступательной скорости объекта, дифференциальное звено для вычисления ускорения и моментный двигатель для приложения к телу маятника компенсационного момента. Такая конструкция не точна и не надежна в работе.

Наиболее близкое к предлагаемому датчику угла наклона. техническое решениевЂ” угломер (2), который, состоит из сектора, снабженного по дуге градусными делениями.

В центре сектора поварстно укреплены два жестких отвеса с грузами разного веса.

Оба отвеса соединены между собой посредством шарнирного колена, жестко скрепленного со стрелкой, служащей для

1737272

55 указания по шкале градусной величины угла наклона. Это устройство вводит поправку на влияние сил инерции. В рассматриваемой конструкции компенсация действия инерционных сил в плоскости колебаний маятника производится механически и не способствует необходимому повышению точности измерения угла наклона подвижного объекта, что является недостатком.

Целью изобретения является повышение точности измерения угла наклона подвижного объекта за счет усовершенствования узла компенсации ускорения и узла формирования информации о наклоне.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика угла наклона в статическом состоянии при отсутствии наклона и ускорения движения подвижного объекта; на фиг, 2 вЂ” то же, при действии горизонтальной составляющей ускорения в плоскости измерения наклона.

Датчик угла наклона подвижного объекта содержит расположенный в плоскости измерения маятник 1 с жестким стержнем 2 и осью 3 вращения, узел компенсации ускорения и узел формирования информации о наклоне. Узел компенсации ускорения выполнен в виде разрезной инерционной рамы, первая 4 и вторая 5 части которой, соединенные с одинаковыми грузами 6, установлены с возможностью вращения вокруг оси, совмещенной с осью жесткого стержня, с которыми они связаны через введенные идентичные пружины 7, а узел формирования информации о наклоне выполнен в виде первого индуктивного преобразователя 8, расположенного по оси вращения маятника, и второго индуктивного преобразователя 9, расположенного по оси вращения частей разрезной инерционной рамы. Первый и второй индуктивные преобразователи состоят из статора и ротора. Статор первого индуктивного преобразователя жестко закреплен с корпусом датчика, а ротор вЂ” с осью вращения маятника с жестким стержнем, Статор второго индуктивного преобразователя жестко закреплен с первой частью разрезной инерционной рамы, а ротор вЂ” с второй частью.

Причем роторы преобразователя включены встречно и последовательно.

Датчик угла наклона подвижного объекта работает следующим образом. При наклоне подвижного объекта на угол а маятник 1 с жестким стержнем 2 сохраняет свое вертикальное положение, а первая 4 и вторая 5 части разрезной инерционной рамы не меняют свое положение относительно друг друга по оси, совмещенной с осью

40 жесткого стержня 2. Корпус датчика, отклоняясь относительно маятника 1 с жестким стержнем 2 по оси 3 вращения, поворачивает статор первого индуктивного преобразователя 8 относительно ротора, формируется электрический сигнал, пропорциональный углу а, Так как первая 4 и вторая 5 части разрезной инерционной рамы, а следовательно, статор и ротор второго индукционного преобразователя не меняют свое положение относительно друг друга, то выходной сигнал с второго индукционного преобразователя равен нулю. Суммарный сигнал первого и второго индуктивных преобразователей равен выходному сигналу первого индуктивного преобразователя, т. е, выходной сигнал датчика соответствует углу наклона подвижного объекта.

При действии горизонтальной составляющей ускорения подвижного объекта в плоскости измерения датчика центры тяжести маятника 1 с жестким стержнем 2, в целом, и первой 4 и второй 5 частей разрезной инерционной рамы с грузами 6, в частности, стремятся остаться на месте, Это вызывает поворот маятника 1 с жестким стержнем 2 по оси 3 относительно корпуса датчика и изменения положения первой 4 и второй 5 частей разрезной инерционной рамы относительно друг друга по оси, совмещенной с осью жесткого стержня. Следовательно, в обоих индуктивных преобразователях роторы повернутся относительно статоров и на выходах преобразователей формируются электрические сигналы, равные по величине. Благодаря встречно-последовательному соединению роторов преобразователей суммарный сигнал датчика будет равен нулю., то есть датчик оказывается нечувствительным к горизонтальной составляющей ускорения и подвижного объекта в плоскости измерения угла наклона.

При наличии наклона и ускорения подвижного объекта на обоих индуктивных преобразователях формируются электрические сигналы, но с первого индуктивного преобразователя выходной сигнал больше по величине (так как пропорционален углу наклона и горизонтальной составляющей ускорения в плоскости измерения), чем выходной сигнал с второго индуктивного преобразователя (так как пропорционален горизонтальной составляющей ускорения в плоскости измерения). Поэтому выходной сигнал датчика, равный разности выходных сигналов первого и второго индуктивных преобразователей, соответствует углу наклона подвижного объекта, 1737272

Фиг.2

Формула изобретения

Датчик угла наклона подвижного объекта, содержащий расположенный в плоскости измерения маятник с жестким стержнем и осью вращения, узел компенсации ускорения и узел формирования информации о наклоне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, узел компенсации ускорения выполнен в виде разрезной инерционной рамы, первая и вторая части которой установлены с возможностью вращения вокруг оси, совмещенной с осью жесткого стержня, с которым они связаны через введенные идентичные пружины. а узел формирования информации о наклоне вы5 полнен в виде первого индуктивного преобразователя, расположенного по оси вращения маятника, и второго индуктивного преобразователя, расположенного по оси вращения частей разрезной инерционной

10 рамы, причем роторы преобразователей включены встречно и последовательно.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения углов наклона объектов относительно горизонта

Дифференциальный емкостный преобразователь угла наклона // 1597550

Изобретение относится к измерительной технике и используется при измерении углов наклона объектов относительно горизонта

Устройство для определения углов наклона подвижных объектов // 1203360

Датчик углов наклона // 855394

Устройство для определения угла наклона подвижного объекта // 777423

Дифференциальный емкостной преобразователь углов наклона // 731288

Указатель-сигнализатор угла наклона объекта // 655897

Прибор для определения величины и направления наклона объекта // 634099

Устройство для определения углов наклона подвижных обьектов // 491030

Двухкоординатный наклономер // 461304

Инклинометр // 2111454

Изобретение относится к горной промышленности и к геофизике, конкретно - к устройствам, позволяющим определять значения азимутальных и зенитных углов в глубоких скважинах при наклонно-направленном бурении нефтяных, газовых, геологоразведочных скважин

Датчик углов наклона сооружений // 2114393

Изобретение относится к измерительной технике

Наклономер // 2035693

Изобретение относится к контролю углов наклона объектов и может быть использовано при их ориентации в пространстве

Горизонтальный маятниковый измеритель угла // 2563546

Изобретение относится, в частности, к области транспортного строительства и может быть использовано при автоматизации, например, землеройно-транспортных машин, предназначенных для сооружения земляного полотна, а также устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Горизонтальный помехозащищенный маятниковый измеритель угла с высокой чувствительностью по отношению к полезному сигналу и демпфируемый силами, пропорциональными его «абсолютной скорости», отличающийся тем, что горизонтальный маятник состоит из выполненного в виде ламинированного набора круговых тонких пластин, одним концом закрепленных на оси, а другим на дебалансной планке, помещенный в закрытый цилиндрический герметичный корпус, выполненный в виде цилиндра, ось которого совпадает с осью маятника, полностью заполненный демпфирующей жидкостью, смонтирован на плите так, чтобы одна сторона корпуса была установлена на плите шарнирно, а другая сторона закреплена к плите регулировочным болтом, с помощью которого задается величина постоянного угла α, закрытый герметичной крышкой, в которой предусмотрены отверстия с защитными пробками, и преобразователь полезного угла β в электрический сигнал. Целью изобретения является объединение положительных качеств горизонтального маятника с вертикальным, обеспечив демпфирование маятника силами, пропорциональными «абсолютной» скорости. В результате предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью по отношению к полезному сигналу и увеличенный период колебаний, а также при действии помехи в виде импульсного горизонтального ускорения, действующего в плоскости качания маятника, последний получает незначительное ложное отклонение β, которое вследствие демпфирования маятника относительно «жидкого тяжелого сбалансированного тела» быстро затухает. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для измерения макронеровностей поверхностей // 2576631

Устройство для измерения макронеровностей поверхностей относится к измерительной технике и может быть использовано в гидроэнергетике для контроля макронеровностей, конусности и отклонения от горизонтальной плоскости зеркальных поверхностей дисков подпятников гидроагрегатов. Устройство для измерения макронеровностей поверхностей, включающее установленные горизонтально и параллельно друг над другом жесткие прямоугольные пластины, закрепленные между собой вертикальными стойками, расположенные с внешней стороны каждой пластины в ее углах три опорные регулируемые ножки, установленные на внутренней стороне нижней пластины два датчика угла наклона, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны и параллельны смежным сторонам пластин, и закрепленный посредством съемного юстировочного кольца на одной из пластин с внешней ее стороны магнит, центр которого расположен внутри прямоугольного треугольника, образованного тремя опорными регулируемыми ножками, на медиане, проведенной из вершины прямого угла. Техническим результатом является повышение точности измерения макронеровностей за счет измерения угловых смещений в системе координат, связанной с обследуемой поверхностью, расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.