Устройство для измерения угла наклона

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устр-вам для контроля положения поверхности относительно горизонта . Цель изобретения - повышение чувствительности устр-ва. Сосуд выполнен в виде двух жестко связанных расположенных перпендикулярно один другому параллелепипедов с входными и выходными окнами. Пучок лучей источника 10 излучения, несущий информацию об изображении проекционной марки 9, многократно проходит слой жидкости 6, принимающий при наклоне устр-ва форму клина. Вырабатываемый при этом в фотоэлектрическом тракте электрический сигнал пропорционален величине смеще.ния изображения проекционной марки. .Над незеркальными поверхностями сосуда размещены плоские отражатели 7. Изображение марки 9 формируется в фокальной плоскости объектива 8, совмещенной с анализатором 11 поля изображения , 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 С 9/06

IQ ъ

/ Урф

c / /Ф.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

=-"-"-.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

7 8 2 6

В

Риг, f (21) 3982783/24-10 (22) 02.12.85 (46) 30.04.88. Бюл. № 16 (72) А.В.Спивак, А.А.Ъубенцов, В.Г.Панов и В.С.Чередник (53) 528.52(088.A) (56) Патент СИА № 4.307516, кл. G Ol С 9/06, 29.12.81.

Патент СИА № 4.332.090, кл. G 01 С 9/06, 1.06.82, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ1ПРЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устр-вам для контроля положения поверхности относительно горизонта. Цель изобретения — повьпление чувствительности устр-ва. Сосуд выполнен

„„SU„„1392373 Я1 в виде двух жестко связанных расположенных перпендикулярно один другому параллелепипедов с входными и выходными окнами. Пучок лучей источника 10 излучения, несущий информацию об изображении проекционной марки 9, многократно проходит слой жидкости 6, принимающий при наклоне устр-ва форму клина. Вырабатываемый при этом в фотоэлектрическом тракте электрический сигнал пропорционален величине смещения изображения проекционной марки. .Над незеркальными поверхностями сосуда размещены плоские отражатели 7 °

Изображение марки 9 формируется в фокалькой плоскости объектива 8 совме- а

У (0 щенной с анализатором ll поля изображения. 2 ил.

1392373!

Изобретение относится к геодези ческому приборостроению, в частнбсти к устройствам для контроля положения поверхности относительно горизонта, Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит стеклянную ам; пулу в форме параллелепипеда, выполненную, например, из четырех прямоугольных призм 1, жестко закрепленных ! между двумя плоскопараллельными пластинами: поверхностью 2 и поверхностью 3, например„ методом спекания.

При этом призмы расположены так, что образуют своими боковыми полированны-! ми гранями совместно с поверхностями

20 два взаимно перпендикулярных канала, ограниченнь|х вдоль осей Х и У торцовыми пластинами 4 и пластинкой 5 с капилляром. Эти сообщающиеся каналы ! частично запсетнены легкоподвижной

25 жидкостью 6 (например, обезвоженным этиловым спиртом с показателем преломления п„=1,3617 при Т=+ 20 С), настолько, чтобы при наклоне ампулы на угол + у в заданном диапазоне измерения и реверсе устройства не ого- 30 лялось основание.

Внутренние поверхности выполнены зеркальными, кроме участков, над которыми расположены плоские отражатели 7, устанавливаемые между ампулой и объективами 8. Каждая пара излучающего и приемного объективов установлена соосно по ходу луча и симметрично ампуле на плоскопараллельных поверхностях вдоль осей Х и У в двух 40 взаимно перпендикулярных плоскостях измерения..

Каждая пара объетивов представляет собой оптико-электронную (или визуальную оптическую) систему измере- 45 ния. В фокальной плоскости излучаю". щего объектива расположена проекционная марка 9 с прозрачной щелью, подсвечиваемой источником 10 излучения например светодиодом излучаю 50 щим в случае визуально оптической системы измерения энергию видимой области спектра.

В фокальной плоскости приемного объектива установлен фотоэлектрический преобразователь 11, например фотодиод или прибор с зарядовой связью (ПСЗ-матрица), выполняющие роль анализаторов поля изображения.

Устройство работает следующим образом, При отсутствии наклона (=О),т,е, в нулевом положении устройства, отражающие поверхности. расположенные между собой на расстоянии h параллельно поверхности жидкости. В этом случае коллимированный пучок лучей диаметром ф,, сформированный объективом и несущий информацию об изображении светящейся проекционной марки 9, проходит в направлении плоского отражателя 7. После отражения лучи проходят под наклоном А, превышающим как минимум в четыре раза (d,» у) угловой диапазон измерения, через прозрачный участок Q крышки 3 и плоскопараллельный слой жидкости

6 к зеркальной поверхности основания

2. Претерпев на длине L зеркальных участков поверхностей 11 отражений и (N+1) прохождений через жидкостной клин с преломляющим углом 6 =1=0, лучи выходят под углом d „„„через прозрачный участок Q в дне 2. После отражения вторым противоположным отражателем 7 лучи под углом д e„x= о(, поступают в объектив 8, в фокальной плоскости которого, совмещенной с фотоэлектрическим преобразователем

11 — анализатором поля изображения, формируют изображение проекционной марки 9.

В этом случае в цепи фотоэлектри-ческого преобразователя будет вырабатываться электрический сигнал, пропорциональный нулевому положению уровня, свидетельствующий об отсутствии наклона.

При наклоне устройства, например, в плоскости УЕ на угол р слой жидкости будет принимать в направлении плоскости измерения форму клина с углом 8= g при вершине, образованным поверхностью жидкости и основанием сосуда.

Коллимированный пучок лучей, претерпев N отражений и пройдя соответственно (N+1) раз жидкостный клин, получит суммарное угловое отклонение

Ы, — Ы „„от своего исходного направления, величина которого определяется из выражения

М = .- „,„=(И+1)(„-1) .

В этом случае в цепи фотоэлектрического тракта будет вырабатываться электрический сигнал, пропорциональный. величине смещения изображения

d = - 8(4о - „,õ) V

rpe V, — увеличение анализатора.

Из этих выражений следует, что для достижения требуемой чувствительности устройства к наклону необходимо, чтобы выполнялось условие!

Устройство для измерения угла наклона, содержащее сосуд с входным окном и зеркальным основанием, частично заполненный прозрачной жидко20

Составитель Е.Бибикова

Редактор А.Ренин Техред И.Верес Корректор С.Черни

Заказ 1882/44 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 139237 проекционной марки, пропорциональной в свою очередь фокусному расстоянию

f обьектива и углу d 4:

Формула изобретения стью, и измерительный блок с источником излучения, расположенным под уровнем жидкости, и анализатором; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повынения чувствительности, сосуд выполнен в виде двух жестко связанных, расположенных перпендикулярно друг другу параллелепипедов с дополнительным входным и двумя выходными окнами, противоположная основанию поверхность сосуда выполнена зеркальной, измерительный блок каждого из параллелепипедов выполнен в виде последовательно расположенных после источника излучения перед входным окном проекционной марки и плоского отражателя и последовательно расположенных после выходного окна перед анализатором плоского отражателя и объектива.