Устройство для определения угла наклона

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям пространственных угловых перемещений. Целью изобретения является повышение производительности за счет уменьшения начальной амплитуды колебаний измерительного маятника. Установленный на дополнительном маятнике 3 демпфер выполнен в виде двух сообщающихся заполненных жидкостью сосудов 9, в днищах которых размещены вялые мембраны 7, взаимодействующие с концами рычага 8, закрепленного на измерительном маятнике 2. Ограничитель хода измерительного маятника выполнен с возможностью ограничения его колебаний в диапазоне угла нечувствительности дополнительного маятника, что уменьшает начальную амплитуду колебаний измерительного маятника 2 и тем самым уменьшает длительность гашения колебаний маятниковой системы. 1 ил. ч Н О сл о о сь ж

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SI)5 G 01 С 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637856/10; 4655347/10 (22) 16.01.89 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (71) Обнинский институт атомной энергии (72) А. И. Трофимов, П. Н. Ермолаев и C. А, Виноградов (53) 528. 546 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 106406, кл. G 01 С 9/12, 10.07.56.

Авторское свидетельство СССР

hh 718704, кл. G 01.С 9/08, 13.02,78. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГ-

ЛА НАКЛОНА (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям пространственных угловых перемещений, Целью изобретения является повышение

„, А2„„1659706 А1 производительности за счет уменьшения начальной амплитуды колебаний измерительного маятника. Установленный на дополнительном маятнике 3 демпфер выполнен в виде двух сообщающихся заполненных жидкостью сосудов 9, в днищах которых размещены вялые мембраны 7, взаимодействующие с концами рычага 8, ".àкрепленного на измерительном маятнике 2.

Ограничитель хода измерительного маятника выполнен с возможностью ограничения его колебаний в диапазоне угла нечувствительности дополнительного маятника, что уменьшает начальную амплитуду колебаний измерительного маятника 2 и тем самым уменьшает длительность гашения колебаний маятниковой системы, 1 ил.

1659706

Изобретение относится к измерению физических величин, а именно к измерению пространственных угловых перемещений, и мо кет быть использовано в геологии, атомной энергетике, других отраслях промышленности, где требуется точное измерение угловых перемещений.

Целью изобретения является повышение производительности за счет уменьшения начальной амплитуды колебания измерительного маятника.

На чертеже изображена схема предла . гаемого устройства.

Устройство содержит задатчик 1 пространстенных угловых смещений, маятниковую систему из двух разнопериодиых маятников 2 и 3, демпфер 4 между маятниковой системой и корпусом задатчика угловых смещений, демпфирующую трубку 5 между двумя разнопериодными маятниками, преобразователь 6 угла наклона.

Устройство снабжено ограничителем хода измерительного длиинопериодного маятника 2 относительно дополнительного короткопериодного 3, который выполнен в аиде системы вялых мембран 7, располо. женных симметрично относительно оси короткопериодного маятника 3 и поджатых

: равноплечими рычагом 8. Мембраны 7 . п редставляют собой днища герметичных сообщающихся емкостей равного обьема с

;жидкостью 9, размещенных в корпусе ко-! роткопериодного маятника 3. Сообщающиеся емкости с жидкостью 9 совместно с .демпфирующей трубкой 5 представляют со бой колебательный контур с заданными па.раметрами.

Устройство работает следующим образом.

При рассогласовании оси 10 задатчика пространственных угловых смещений с направлением вектора силы тяжести f начинается процесс гашения колебаний маятниковой системы (2, 3). При этом демпфирование короткопериодиого маятника

3 производится относительно корпуса эадатчика 1 угловых смещений, в точке подвеса (шаровая опора с трением скольжения, поз. 4). Демпфирование длиниопериодного маятника 2 осуществляется в пределах угла нечувствительности короткопериодного маятника 3 (ось 11 дополнительного короткопериодного маятника 3 обозначена пунктиром) за счет механической связи длиннопериодного маятника 2 через рычаг

8 с мембранно-жидкостным колебательным контуром(5, 7, 9), в котором выбранная стрела прогиба вялой мембраны не позволяет длиннопериодному маятнику 2 уйти эа границу угла нечувствительности короткопериодного. маятника 3.

Соотношение h = Isin a/2, где I — длина подпирающего мембрану рычага; а — угол

5 нечувствительности короткопериодного маятника, следует иэ правила прямоугольного треугольника для рычага длины I и стрелы прогиба мембраны h.

Рычаг длины 1 и стрела прогиба h- кате10 ты прямоугольного треугольника, а угол против катета h равен углу а /2 иэ признака подобия треугольников. Так, например, если конус нечувствительности короткопериодного маятника составляет 1, то при

15 длине подпирающего мембрану рычага 30 мм, максимальная стрела прогиба выбирается равной h = 30 sin 1/2 = 0,26 мм. При выполнении данного соотношения получается значительное ограничение начальной

20 амплитуды колебаний длиннопериодного маятника и тем самым существенно уменьшается длительность гашения колебаний маятниковои системы, Для уменьшения передачи энергии колебаний от длиинопери25 одного маятника к короткопериодному и обратно соотношения периодов этих маятников выбирают порядка 1:10, а их резонансные частоты разнесены более, чем на порядок.

30 Для точной установки длиннопериодного маятника относительно положения равновесия угол нечувствительности длиннопериодного маятника выбирают на порядок меньше, чем угол нечувствительно-, 35 сти короткопериодиого маятника . Угол нечувствительности короткопериодного маятника определяется трением в его опоре. При спектре возмущающих частот, близком к резонансной частоте длиннопе40 риодного маятника, благодаря ограничению его начальной амплитуды колебаний достигается существенное повышение точности измерений за счет уменьшения динамической ошибки. Кроме того, замкнутый мемб45 раино-жидкостный демпфер (5, 7, 9) существенно уменьшает высоту резонансного пика длиннопериодного маятника, что также позволяет достичь требуемой точности при интенсивных внешних помехах.

С целью уменьшения постоянной времени.маятниковой системы (2, 3) so время совместного колебания обоих маятников соотношение моментов инерции маятников выбрано таким, что система маятников является короткопериодной системой, т.е, колебательные свойства системы маятников определяются в основном колебательными свойствами короткопериодиогс маятника, 1659706

Составитель С.Юмашев

Редактор Т,Парфенова Техред М.Моргентал

Корректор О.Кундрик

Заказ 1832 Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проивводственно.ивдвтельскид комбинвт Патент", г. уиго род, ул. Ге герннв, 101

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона, содержащее разнопериодные измерительный и дополнительный маятники, подвешенные на соосных осях вращения. при этом на дополнительном маятнике размещены узел демпфирования и ограничитель хода измерительного маятника, угол нечувствительности которого меньше угла нечувствительности дополнительного маят. ника. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности за счет уменьшения начальной амплитуды колебания измерительного маятника, узел демпфирования выполнен в виде двух Sanonне нных жидкостью сообщающихся емкостей с основаниями в виде вялых мем5 бран, расположенных симметрично относительно вертикальной оси дополнительного маятника с возможностью взаимодействия сконцами введенного рычага. средняя часть которого закреплена на измерительном ма10 ятнике, ограничитель хода которого выполнен с возможностью ограничения его колебаний в диапазоне угле нечувствительности дополнительного маятника.