Датчик угла наклона

 

Союз Сокетсиия

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« i 717530 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130178 (2I ) 2570733/18-10

/ с присоединением заявки М с 01 С 9/12

Ввударстпювй кеаигет

CCCP вв лаюаа язебретяяяй я атярывЯ (23) П риоритет

Опубликовано 2502.80 Бюллетень J% 7 (53) УЛК 528 541 (088.8) Дата опубликования описания 270280 (72) Авторы изобретения

В.М.Капман, Ю.С.Гринберг .и В.И.Тихомиров

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского цела (7!) Заявитель (54)ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА

Изобретение касается измерительной техники и предназначено для измерения углов наклона до 3-50 и более при строительстве зданий, дорог и других объектов.

Известны фотоэлектрические датчики угла наклона, содержащие маятник со шторкой и два фотоприемника, включенные в мостовую схему jlj и (2J.

Датчики снабжены следящей системой, так как непосредственный отсчет угла наклона по разности фото.токов двух приемников весьма неточен из-за непостоянства параметров фотоприемников и их малых линейных размеров. Следящая система в значитель ной мере усложняет устройство и снижает его быстродействие.

Известны фотоэлектрические отсчетные устройства для измерении углов наклона, содержащие маятниковый дат-. чик угла наклона с щелью, сканирующее устройство с растровой шкалой и фотоэлектрические датчики, соеди2 пенные через управляющий ключ со счетчиком импульсов (3, Известны фототранзисторы, чувствительные к положению луча света.

Однако они обладают малым интервалом перемещения (0,25-0,8 мм) и аналоговым выходом информапии, что затрудняет их применение в датчике угла наклона.

Известен также фотоэлектронный

io прибор — диссектор для измерения смещения (43.

Однако как любой вакуумный прибор он требует высокого напряжения, что для переносного прибора не совсем

15 удобно.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик угла наклона, содержащий маят ник с осветителем, установленным непосредственно на шторке маятника, сканистор, генератор пилообразного ! напряжения, усилитель импульсов, тритгер и индикаторный прибор 15).

3 7175

Однако в этом устройств элемен тами для фотоприемников являют я полупроводниковые сканисторы, имеющие разрешаюшую способность до 100 лйний на сантиметр и длину фоточувст-., вительного слоя 25 мм.

Цель изобретения - повышение точ=" "ййЖ М3йефййй ytла наклойа; — -. -Это достигается тем, что в предложенный датчик введен второй маятник, !О жь йодвеса каор"Го расположена ниже

"=- %K йодвеса- йерйбго "маятнйка на расчетную длину последнего . Плоскости колебаний обоих маятников совпадают, а на

Оси подвеса второго маятника симмечрич- 15 йо" эафеплен сканйс гор так, что- его фоточувствительный слой параллелен штбРке первогО"МаатнИКа"и распопожЕН в непосредственной близости От йее.

При такой конструкции датчика световая 20 марка будет перпендикулярна продольной оси сканистора при любом угле наклона датчика.

На фиг; 1 изображена структурная схема датчика угла наклона, на фиг.2— схема, поясняющая работу датчика, на фиг. 3 - то же, при наклоне;

Шторка 1 йервбго маятника с пределами отклонения+ A закреплена на оси 2 подвеса маятника, Ha urropme закреплен осветитель 3, подключаемый к

I схеме с помощью беэмоментнъ х токоподводов. На шторке выполйена щеле-.. вая диафрагма, расположенная вертикально. Расстояние от оси 2 подвеса З5

iio центра диафрагмй ййяется" Йсчеч ной .длиной маятника t . Ocb 4 йод-=,BeC8 ВТОРОГО Маитинна э Пйрашлбйьйа оси подвеса 2 первого маятника и рао- йоложена ниже. Расстояние между ося- 4О ми равно расчетной длине первого маяч ° ника, На конце оси 4 в непосредственной близости от шторки 1 с неболйЖй4 зазором закреплен сканистор 6, фото-. чувствительный слой которого обращен . к шторке 1 так, что светящаяся марка в в*ййе вертикальйой лййий" 1%рбектйруется на фоточувствительный слой. Схема считывания показаний состоиг из гене- ратора 7 пилообразного напряжения, . усилителя 8 импульсов, триггера 9 и индикаторного прибора 10. Вь|воды сканистора подключены к электронной схеме через беэмоментные токоподВОДЫ

На фиг. 2 изображена схема датчика угла наклойа, устайовленного. на платформе. Сканистор укренлей " йа плаь

30 4 форме, поэтому между световой маркой на фоточувствительном слое сканнстора и его продольной осью угол равен

90 - На фиг. 3 видно, что при любом угле наклона световая марка перпендикулярна продольной оси сканистора, а отклонение световой марки ог центра сканистора равно — 1 ° 5 О1 А где 3 - оти онение световой марки, 1, - расчетная длина первого ма,ятника.

Показания индикаторного прибора пропорциональны отклонению световой марки. Поэтому показания прибора пропорциональны синусу угла наклона, т,е. датчик угла наклона является на самом деле датчиком синуса угла на-.. клона. Для малых углов наклона (до

3-5 ) sinA.,vCv ted% отличаются ,друг от друга очень мало. Поэтому для профилирования рельсовых путей датчик может быть использован непосредственно. Для профилографов автомобильных дорог при больших. уклонах необходимо иметь 502 А. и сОьА для йолуч ения профиля и ути.

При длине фоточувствительного слоя

25 мм и разрешающей способности сканистсра 100 линий погрешность измерения угла составляет 0,4%.

ФормуЛа изобретения

Датчик угла наклона, содержащий маятник с осветителем, установленньМ" нейосредственно на шторке маятника, сканистор, генератор пилообразного напряжения, усилитель импульсов, триггер и индикаторный прибор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен второй маятник, ось подвеса кЬторого расположена ниже оси подвеса первого маятника на расчетную длину последнего, причем плос- . кости колебаний обоих маятников совпадают, а йа оси подвеса второго маятника симметрично закреплен сканистор так, что его фоточувствительный слой параллелен шторке первого маятника н расположен в непосредственной близости

m нее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 352127, кл. Q 01 С 9/12, 1971, 2. Патент Франции ¹ 2047067, кл, C 01 С 9/12, 1972, 717530 6 ких измерений . M., "Недра", 1976, с. 69.

3. Лвторско» свидетели:тво СССР

N 113377, кл. Q Ol С 7/04, 1972.. фиг.1 фиг. Г - .. фигЗ

Составитель. Л. Колюбакина Редактор А. Шмелькин Текред C. Мигай Корректор M. Вигула

Зак аз 10309/53 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал HIM "Патент», r.Óæãîðoä, ул,Проектная, 4

5. Катыс Г.П. Автоматическое ска4. Задярн Л.В. Лвтоматизация нирование, М., 1969. с. 169-179 высокоточных инженерно -геодезичес- 5 (прототип) .