Устройство для определения угла наклона объекта

 

Изобретение предназначено для измерения углов наклона и может использоваться в условиях динамических нагрузок и изменяющихся параметров среды. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений. Диск 1 установлен на оси 2 и выполняет функцию маятника за счет закрепленного на нем груза 13. На f(nc.Ke 1 закреплен фильтр в виде двух концентрических колец, одно из которых выполнено с постоянной, а другое с переменной оптической плотностью . На непрозрачном корпусе жестко закреплены источник света 5, фотоприемники 10, 11, связанные с блоком измерения 12, и оптические элементы - светоделительный 7 и отклоняющий 9, обеспечивающие оптическую связь источника с фотоприемниками через соответствующие кольца фильтра. 3 ил. S СЛ

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (,51) 4 G 01 С 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4153400/24 — 10 (22) 28.21.86 (46) 30.08.88. Бюл. У 32 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.Ф.Горошко, С.А.Дорошевич, В.А.Карпушин, А.А.Ставров и Л.С.Олейников (53) 528. 541 (OSS. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 769327, кл. G 01 С 9/06, !0.)1.78.

Авторское свидетельство СССР

1! 870106, кл. G 01 С 9/12, 25.06.79. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА ОБЪЕКТА (57) Изобретение предназначено для измерения углов наклона и может использоваться в условиях динамических

ÄÄSUÄÄ 1420368 А1 нагрузок и иэменякщихся параметров среды. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений. Диск 1 установлен на оси 2 и выполняет функцию маятника за счет закрепленного на нем груза

13. На диске 1 закреплен фильтр в виде двух конце трических колец, одно из которых выполнено с постоянной, а другое с переменной оптической плотностью. На непрозрачном корпусе жестко закреплены источник света 5, фотоприемники !О, !I связанные с блоком измерения !2, и оптические элементы— светоделительный 7 и отклоняющий 9, обеспечивакицие оптическую связь иск точника с фотоприемниками через соответствующие кольца фильтра. 3 ил.!

420368

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано при определении траектории перемещения движущегося объекта.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений.

На фиг.l изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 — вид 10

А на фиг.1; на фиг.3 — принципиальная схема блока измерения.

Устройство содержит светонепроницаемый корпус, в котором установлен диск 1, закрепленный на оси 2 враще- 15 ния, жестко соединенной с корпусом.

На диске 1 нанесена кольцевая дорожка 3, коэффициент пропускания которой имеет линейную зависимость от угла поворота диска и изменяется от 0 20 до 1 в диапазоне измерения углов 0о

360 . Дорожка 4 имеет постоянный коэффициент пропускания, равный 1. Устройство содержит также источник 5 излучения, коллимирующую оптику 6, све- 25 тоделительный элемент — полупрозрачное зеркало 7, фокусирующую оптику 8, отклоняющий элемент — поворотное зеркало 9 и фотоприемники 10 и 11. Источник 5 излучения и фотоприемники 10 и ll жестко связаны с корпусом. Дорожки 3 и 4 образуют фильтр. Фотоприемник 10 расположен напротив дорожки

4, имеющей постоянный коэффициент пропускания, а фотоприемник 11 — напротив кольцевой дорожки 3, где коэффициент пропускания является переменной величиной.

Выходы фотоприемников связаны с входом электронного блока 12 измере- 40 ния .

Полупрозрачное 7 и поворотное 9 зеркала расположены так, что одна половина излучения от источника 5 попадает на фотоприемник 10, а другая 45 половина — на фотоприемник 11 °

На участке, диаметрально противоположном началу кольцевой дорожки 3, где коэффициент пропускания равен 1, закРеплен груз 13. Маятник - диск 1— закреплен на оси 2- посредством гаек

l4, между которыми по обе стороны от диска установлены эластичные кольцапрокладки 15.

Электронный блок 12 измерения содержит источник 16 стабильного напряжения, включенный в одну диагональ реэисторно-фотодиодного моста, образованного реэисторами 17 и 18 и фотоприемниками 10 и 11 ° В другую диагональ моста включен микровольтметр 19.

Выводы 20 и 21 служат для подключения внешнего регистрирующего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Так как диск 1 установлен на оси

2 вращения, то для того, чтобы половина светового потока источника 5 излучения проходила через начало кольцевой дорожки, где коэффициент пропускания равен l необходимо, чтобы, на фотодиоды 10 и 11 проходил одинаковый по мощности световой сигнал. Однако иэ-за разброса параметров фотодиодов через плечи реэисторнО-фотодиодного моста может протекать разный ток, поэтому потенциометром 17 балансируют реэисторно-фотодиодный мост так, чтобы показание микровольтметра 19 было равно О, что соответствует углу отклонения контролируемого объекта от линии горизоно та, равному 0

При отклонении контролируемого объекта на некоторый угол на соответствующий угол поворачивается диск 1.

При этом изменяется световая мощность, приходящая на фотодиод 11, так как коэффициент пропускания кольцевой дорожки уменьшается, что приводит к разбалансу резисторно-фотодиодного моста: через плечо фотодиод— резистор течет меньший ток и на резисторе уменьшается падение напряжения. При этом микровольтметр 19 показывает угол отклонения устройства от линии горизонта.

При разбалансировке реэисторнофотодиодного моста в случае замены фотедиодов 10 и 11 или при работе угломерного устройства в изменяющихся климатических условиях перед началом измерений потенциометром 17 баланси- руют реэисторно-фотодиодный мост.

Применение маятника, выполненного в виде установленного с возможностью углового поворота диска, на торцовой поверхности которого нанесены две кольцевые дорожки, обеспечивает возможность измерения угла поворота дисо ка в диапазоне +180 с точностью измерения до 30 за счет фокусирования светового пучка в точку на торцовой поверхности диска, причем диаметр точки не превышает 0,2 мм при наружном диаметре диска равном 80 мм.

1420368

Фиг, 2

Устройство является бесконтактным, что обеспечивает его надежность, долговечность и достоверность измерений.

Наличие оптической и электронной схем обеспечивает воэможность непрерывной регистрации информации по углу поворота,. что в совокупности с лазерным устройством дает возможность одновременно с измерением дальности производить измерение угла, т.е. получить полную информацию о движущем-. ся в пространстве объекте. формулаиэобретения

Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее маятник, шарнирно закрепленный в светонепроницаемом корпусе, источник света, фильтр, фотоприемник и блок иэмерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, источник света и фотоприемник жестко закреплены на корпусе, маятник расположен между ними и выполнен в виде диска со смещенным центром тяжести, на котором закреплен фильтр, выпол1р ненный в виде двух концентрических колец, оптическая плотность одного из которых постоянна, а оптическая

IUIoTHocTb другого равномерно изменя.ется по его периметру, одно из колец

15 расположено на оптической оси фотоприемника, а другое — на оптической оси дополнительно введенного фотоприемника, оптически сопряженного с источником света через введенные све20 тоделительный и отклоняющий оптичес- кие элементы.

1420368

Редактор А.Лежнииа

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

Составитель В.Сараханов (Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 43)6/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1О

Р с ф