Способ определения угла наклона объекта

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения - упрощение измерений. Маятник 1 устанавливают так, что ось качания проходит через точку О,. На маятнике 1 закрепляют отсчетный индексе 2, острие которого при колебаниях описывает дугу 3 окружности радиуса R с центром в точке О,. На пути движения отсчетного иидекса 2 на дуге 3 устанавливают п реперов с угловыми отметками А, AJ, ...,А. Линия 00, проходит через нулевую отметку. В процессе колебаний фиксируют время в момент совпадения положения отсчетного индекса 2 и репера. Определяют время пересечения отсчетным индексом 2 не менее чем трех реперных точек и при вычислении решают приведенную в описании систему уравнений. 2 ил. с б сл

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ дЯл!Е %

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890382/24-10 (22) 15. 04.85 (46) 07.01.88. Бюл. Ф 1 (71) Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения Объединения "Укргеофиэика" (72) В.О.Галета (53) 528 ° 543 (088. 8) (56) Рыжов П.А. и др. Маркшейдерское дело. М.: Металлургиэдат, 1958, с.85-87.

Пономарева М.П. Приборы для измерения кривизны скважин. М.: Углетехиздат, 1956, с.6-10. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобре„„SU„„1364875 д1 тения — упрощение измерений. Маятник

1 устанавливают так, что ось качания проходит через точку О,, На маятнике

l закрепляют отсчетный индекс 2, острие которого при колебаниях описывает дугу 3 окружности радиуса R c центром в точке О,. На пути движения отсчетного индекса 2 на дуге 3 устанавливают п реперов с угловыми отметками А„ А,...,А„. Линия ОО, проходит через нулевую отметку. В процессе колебаний фиксируют время в момент совпадения положения отсчетного индекса 2 и репера. Определяют время пересечения отсчетным индексом 2 не менее чем трех реперных точек и при

Щ вычислении решают приведенную в описании систему уравнений. 2 ил.! 364875

45 (2) х А,соя (t + (ф,), где х

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения зенитных углов и азимутов скважин.

Цель изобретения — упрощение измерений, На фиг.1 представлена схема измерения углов наклона; на фиг.2 — график гармонических колебаний отсчетного индекса.

Угол Ы, заключающийся между положением равновесия отсчетного индекса О и началом отсчета О, измеряют следующим образом.

Устанавливают маятник 1 (фиг.!), ось качания которого проходит через точку О, и перпендикулярна плоскости угла а, на маятнике закрепляют отсчетный индекс (указатель) 2, острие которого в процессе колебаний описывает дугу 3 окружности радиуса R c центром в точке О,. На пути движения индекса 2, т.е. на дуге 3, устанавливают и реперов с угловыми отметками

А, А, А,...,А „. Линия 00„ прохоа дит через нулевую отметку.

В исходном положении (положении равновесия) ось маятника совпадает с линией 0,0, Для осуществления измерений маятнику 1, несущему отсчетный индекс 2, сообщают затухающие колебания с собственной круговой частотой или незатухающие вынужденные колебания, совершающиеся по гармоническому закону.

Механические колебания могут быть получены способами, применяемыми в часовых механизмах, а колебания электронного или лазерного луча — с помощью генераторов электромагнитной энергии.

Уравнение затухающих колебаний имеет вид 1 х = А,е cos(mt+a,), (1) а незатухающих гармонических колебаний — значение амплитуды отклонения отсчетного индекса в произвольный момент времени

d äСу (А -А 1 1-е сояыд

y =arctg (А,-А,) е я пыд, Agcos p — А е

- d

-d аС соя,— е

А, — начальное значение амплитуды (при t = О); — коэффициент затухания;

t — время; — круговая частота колебаний; начальная фаза колебаний.

В каждом периоде колебаний отсчетный индекс от начального положения

10 А, проходит последовательно отметки

А, А, А,...,А„, затем в обратном 1 направлении А„, А „,,...,А,. В процессе колебаний фиксируют время в момент совпадения положения отсчет15 ного индекса и репера.

На графике (фиг. 2) обозначены: значения времени

ii

t при последовательных совпадениях отсчетного индекса с первым репером, 20 имеющим отметку А,; 1г, ° 7з . ° ° ° значения времени t при совпадении отсчетного индекса с вторым репером

А и т д. t„, t„z, п репером А „, 25 Значения амплитуды х отсчитываются от положения равновесия маятника

О,От, которое соответствует x=0 (график пересекает временную ось t). Значение x = х, соответствует измеряе30 мой величине, причем х = o(при измерении углов (реперы установлены по дуге).

В моменты совпадения отсчетного индекса с реперами А „ А1,А „ амплнтуда равна сумме значений отметки репера и измеряемой величины х „=А „+ х „, х =А +х,...х„=-А„+х

Уравнение (1) в этом случае позволяет написать

gt„„

A,+ х„ =А,е "" cos q;

А,+ х„А,е cos(u>(t,, -t „)+ J;

А,+ х„=А,е > cos(u>(tl, -t „)+ q.);

° ° ° ° ° .(3) А„+х „А,е "" cos(v(t „,-t„, )+q).

Величины А, и д в общем случае о неизвестны, так как регистрацию процесса колебаний начинают в произвольный момент времени t

11

Решим три уравнения системы (3), например 1-е, 2-е и З-е, относительно известных и х, предварительно о исключив Ао, t q )- А, -А 1-е cps dt i ) (4) (А,-А ) е я п >д1 соя ыд + ч,g

1 соя (ЫдС, +q) 1364875 где

- В случае незатухающих гармонических колебаний отсчетного индекса в (4) и (5) следует положить,d =О. Круговую частоту и), входящую в (7) и (8), находим из соотношения, где T = 2и как видно из представленного на фиг.2 графика.

В случае затухающих колебаний необходимо также определить коэффициент d, который входит в (4) и (5).

Для этого измеряемую величину устанавливают равной нулю и задают начальную амплитуду колебаний, равную отметке отного из реперов, например А,.

Система уравнений (3) с учетом того, что х = О, А о =А, и следовательно, Юс =О% начиная с второго уравнения примет вид.

dna Ф

А =А,е cosvat„

d à ã

А> =А е costa t, ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

А „=А, е "cosvat„. (7)

Решаем любое из уравнений (7), например первое, относительно (У

1нАг-1nAi+1ncoszat

dt1

Определив на основании (6) и (8) круговую частоту ы и коэффициент затухания /, подставляют их значения в (4) и (5) и находят величину х„.

Для нахождения измеряемой величины достаточно, чтобы система (3) содержала всего три уравнения. Следовательно, для осуществления иэмерений по предлагаемому способу доста— точно трех реперов.

Если количество установленньм реперов больше трех, измеряемая величина может быть найдена с использованием различных сочетаний отметок реперов по три: А,, А, А,; А„, А,A

А, А, А и т.д,, т.е. число полуip ченных значений измеряемой величины равно числу сочетаний из и реперов по 3.

Формула изобретения

ЗО А„+х„=А„е " (соs+(t ai -tn )+ н,1, где х „ — угол наклона объекта;

А — начальная амплитуда колес баний;

А „,А„- отметки реперов; коэффициент затухания;

35 ь

Ь1 время пересечения отсчетным индексом реперов; круговая частота колебаний; начальная фаза колебаний.

Способ определения угла наклона объекта, включающий задание колебаний отсчетному индексу, регистрацию

его пересечений с реперными точками

20 и вычисление по полученным данным угла наклона, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, определяют время пересечения отсчетным индексом не менее чем трех реперные точек, а при вычислении решают систему уравнений

А,+хн=А,е "сов p н Рг о

Аг+х í А,е г (cos (t г, )+ «„J;

1364875 ч ч

Ъ %

Составитель В.Лыков

Техред М.Дидык

Корректор В.Бутяга

Редактор П.Гереши

Заказ 6578/32 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,r Ужгород,ул.Проектная,4