Способ определения положения плоскости горизонта

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф (54)(57)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ГОРИЗОНТА, заключаю(21) 3648671/24-10 (22) 30.09.83 (46) 15.02.86. Бюл. 11 - 6 (72) Л,В. Борисюк и А,М, Горбань (53) 528.541 (088.8) (56) И.К, Датчики горизонта: Доклад

Мичиганского университета, ОИ, 15 (347), 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 354260, кл. r, 01 С 9/06, 1971.

„„SU„„1211605 A сю4 G Ol С 5 02 щийся в измерении светового пути луча в резервуаре с жидкостью, о тл и ч а ю шийся тем, что, с . целью повьппения точности измерений ) в широком температурном диапазоне, формируют два луча света, разносят лучи на фиксированное расстояние один относительно другого, направляют лучи на поверхность жидкости, определяют разность приращений световых путей для обоих лучей, по которой судят о положении плоскости горизонта.

1211605

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам регистрации направления вектора силы тяжести в данной точке земной поверхности.

Целью изобретения является повышение точности измерений в широком температурном диапазоне.

На чертеже представлена схема реализации способа определения положения плоскости горизонта, На чертеже обозначены источник 1 излучения; устройство формирования двух лучей С и К состоящее иэ све1

15 тоделителя 2 и отражателя 3; фиксированное расстояние В между лучами; светоделитель 4; отражатель 5; кювета б; жидкость 7; A =f(t C) — приращение высоты жидкости в резервуаре, 26 вызванное измерением температуры внешней среды; о1. — угол наклона жидкости; А-А — уровень жидкости в резервуаре при горизонтальном положе.нии резервуара N-N — - уровень жид9 ,25 кости при заклоне резервуара на угол; !

С вЂ” оптический путь луча С через !

1 жидкость; С вЂ” фиксированный оптичес-! кий путь луча С; К вЂ” оптический

1I путь луча К через жидкость; К вЂ” фиксированный оптический путь луча К;

30 отражатель 8; светоделитель 9; фотоприемные устройства 10; суммирующее устройство 11; оптическая система 12 фотоприемных устройств, Сущность способа заключается в следующем.

При угле наклона резервуара + =0 жидкость занимает положение в резервуаре по линии А-A. Луч света разде- д, ! ляется на светоделителе 4 HG С и

С . С пройдет через жидкость ?, расположенную в резервуаре б. Луч

С "пройдет по фиксированному оптическому пути, определяемому элементами 4, 5 и 9. На светоделителе 9

1! лучи С и С савместятся. В результате их совмещения получится интерференционная картина. Луч К разделится на К и К ", Пройдя аналогичным 5О образом свои оптические пути лучи

К и К! совместятся на свето„.,елителе 9. В результате их совмещения получится интерференционная карти-! lI I на. Опт ческие пути С и С . К и 55

К подбираются так,чтобы у волновых !! II фронтов С и С, К и К был небольшой фиксированный угол, не равный нули, тогда в плоскости регистрации получаются полосы, имеющие вид прямых параллельных линий пересечения

I II t1 волновых фронтов С и С, К и К

B плоскости фотоприемников раэ1 1l 1 ность фаэ между лучами С и С, K (! и К будет равна . где i! — длина волны источника 1 излучения; — показатель преломления жидкости 7; — расстояние между фронтами

С и С, К и К

Светлая полоса в плоскости фотоприемника находится при

nh = m Л,;/m/ = 0,1,2, темная полоса при пп = тАу /т

Компенсатор подбирается для получения полос порядков, близких к нулю, желаемой ориентации (для создания небольшого наклона волновых фронтов С и С, К и .К", т,е. выбора h)

При появлении наклона относительно плоскости горизонта на угол оС поверхность жидкости в пространстве будет сохранять свое положение. Кювета с измерительной системой начнет перемещаться в пространстве на угол

Я . Для лучей С и К ", как и прежде, оптический путь не изменится, так как он будет определяться геометрией светоделителей 4, 9 и отражате1 лей 5, 8, Оптический путь лучей С и К будет изменяться, так как эти лучи будут проходить разные (относительно начального) пути в жидкости

7, налитой в резервуар Ь, причем приращения путей будут функцией угла o(.. Интерференционные картины от ! l! 11 совмещения лучей С и С, К и К начнут перемещаться. Фотоприемные устройства 10 зарегистрируют количество импульсов, сформированных по изменению периодичности интенсивности в плоскости регистрации (количество максимумов интенсивности m которое пройдет через приемную площадку фотоприемного устройства).

I !!

Дд!я лучей С и С следует: m т = " fp (ввиду малости угла с().

1211605

„„(a-Ь+a)o<

Л

o„„

1О

20

Составитель В.Лыков

Техред С.Мигунова Корректор М.Демчик

Редактор М, Циткина

Заказ 634/47 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

Для лучей К и К следует: m =

= h(-Ь) с(R., Так как среда (жидкость) 7 одна и та же для обоих лучей С и К, ис1 f пользуются одни и те же источники излучения с длиной волны A.o, то после суммирования, которое производится на устройстве 11 суммирования получил:

ni W Иск (d-б+ Ь) МОЕШЬ о

Далее определяют по формуле с — -3о

hb

В случае изменения температуры объем жидкости 7 в резервуаре 6 изменится и возрастет на величину 6 . Оптичес,. I кие пути лучей С н К также изменятся на одну и ту же величину (и Л ). В плоскости регистрации интерференционных полос произойдет дополнительное смещение интерференционных полос, вызванное изменением разности хода на величину и х а тогда (а+а) И.са

t111 = .ю о а следовательно, после суммирующего устройства получим:

b f1 et. п с — = 1 . - ч. =

Угол наклона определяется по формуле

Х:;

Мо

Иэ последнего равенства становится понятным, что измеряемый угол не зависит от изменения оптического пути, вызванного изменением температуры внешней среды.