Способ измерения угла наклона

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ;КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0 1278 (21) 2691669/25-28 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹

О 01 В 7/30

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980, Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 3009,80 (53) УДК621.317..39:531.71 (088.8) (72) Автор изобретения

Л. Л. Зейгман (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к спо-собам измерения угла наклона и может быть применено для измерения - 5 малых углов при ориентировании поверхностей относительно естественной горизонтальной плоскости, а также во всех областях науки и техники, где необходимо прецизионное изме= 10 рение малых углов.

Известен способ измерения угла наклона, основанный на использовании пузырьковой ампулы в качестве нулевого указателя, который заключает- 15 ся в том, что при наклоне пузырьковой ампулы ее пузырек смещается от исходного положения. Вращением микрометрической голонки изменяют угол наклона пузырьковой ампулы и добивают20 ся возвращения пузырька i исходное положение. Величину угла определяют по известному шагу микрометрической головки P1) .

Недостатком этого способа являет- 25

cR значительная погрешность, обусловленная погрешностями механических частей устройства, реализующих способ, кроме того этот способ затрудняет автоматизацию измерений. 30

Наиболее близким к предлагае>лому. является способ измерения угла наклона, заключавзщийся в том, что связываемую с контролируемым объектом ампулу с пузйрьком помещают в два смежных электрических поля, наклоняют ампулу, компенсируют смещение пузырька изменением параметров электрических полей и преобразуют компенсирующее воздействие в электрический сигнал, по которому судят о величине угла наклона (2) .

Недостатком этого способа является невысокая точность измерения угла наклона и невозможность непосредст-, венного преобразования величины угла в цифровую формулу.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что компенсацию смещения осуществляют изменением частоты полей, а о величине угла судят по разности частот.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Ампула 1, жестко связанная с основанием 2, помещена н два электрических поля 3 и 4, созданных между пластинами конденсаторов 5, 6 и $, 7 за счет

767507 того, что к ним приложены переменные напряжения, имеющие одинаковую вели.чину, равную U. Частоты переменных напряжений имеют различные зйачения и f<, причем эти частоты могут изменять свои значения, однако между собой они связаны следувщим образом

f7 ГО hf fg O где fo - среднее значение частоты, Af — величина девиации частот.

Способ измерения осуществляется следуюЩим образом.

В ампуле 1 находится пузырек 8 °

При наклоне основания 2 с ампулой 1 на угол о(на пузырек 8 действует гравитационная сила Р, заставляющая

lего всплывать. Эта сила равна Р (> где V †объем пузырька; р - плотность жидкости, заполняющей ампулу.

Одновременно на пузырек, находящийся в электрическом поле, действует пондеромоторная сила F, зависящая от напряженности электрических полей и их частот

Г = К0 (Ф -1 ), (3) где К. -.коэффициент, зависящий от конструкции конденсаторов и характеристики ампулы.

Так как ч«астоты f и Ф связаны между собой выражением (1), то величина пондеромоторной силы может . быть записана как

F = 2KU 6f. (4)

Измеряя частоты полей 3 и 4, производят компенсацию силы, действующей на пузырек 8, вызванной "углом йаклока основания 2 с ампулой 1, пондеромоторной силой Г„ электрического поля. При этом пузырек 8 остается не.подвижным. Из условий статики, то есть из равенства сил F,,= =-F>, можно записать гкал Ь С (5)

geP

Таким образом, если пузырек 8 при

° любом угле наклона находится в исход«ном положении за счет изменения частот электрических полей, раэностная чаотота электрических напряженностей пропорциональна углу наклона основания 2.

Измеряя разность частот электрических полей 3, 4, судят о величине наклона основания 2 с ампулой 1 относительно линии горизонта.

Следовательно, компенсация силы, вызванной гравитационным полем, пондеромоторной силой, возникающей за счет различных частот электрических полей, позволяет повысить

15 точность измерения угла наклона;пос- кольку при реализации способа резуль- таты измерения можно непосредственно получать в цифровой форме.

Формула изобретения

Способ измерения угла наклона, заключающийся в том, что связываемую с контрольным объектом ампулу с пузырьком помещают в два смежных. электрических поля, наклоняют ампулу, компенсируют смещение пузырька изменением параметров электрических полей и преобразуют компенсирующее

30 воздействие в электрический сигнал, о т л и"ч а ю шийся тем, что, с"целью повышения точности, компенсацию смещения осуществляют измене нием частоты полей, а о величине угла

35 судят по разности частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4() 1. Эйдинов В. А. Измерение углов в машиностроении. М., Стандартгиз, 1963, с . 238.

2. Авторское свидетельство СССР

9 478181, кл . G 01 8 7/30 (прототип).

767507

Составитель A. Елагин

Редактор С. Тимохина Техред Н.Граб

Корректор М. Пожо

Заказ 7000/16 Тираж 801.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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