Устройство для дистанционного измерения углов наклона сооружений
Союз Ссеетския
Республик
К ABTQPCKQhA3 СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 1 2.II.1968 (№ 1217863/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень ¹ 8
Дата опубликования описания 24Л 1.1970
Кл. 42с, 25, 01
Комитет по делам изобретений и открытий при Соеете ббинистров
СССР
МПК G Olc
УДК 528.541(088.8) Автор изобретения
А. Г. Левелев
I Г
3! l с l 0 е Р
Научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е.j ьедеТюМ@т: 1.,q
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ
НАКЛОНА СООРУЖЕНИЙ
Изобретение относится к области точного приборостроения, в частности, к приборам для дистанционного измерения наклонов сооружений, например гидротехнических плотин.
Известны устройства аналогичного назначения, содержащие маятник, подвешенный на исследуемом сооружении, преобразователь ylла наклона маятника в электрические сигналы (папример, индуктивный) и индикатор.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что на точность показаний не влияет изменение параметров линии связи, соединяющей датчик и вторичный измерительный прибор, например длина линии, состояние изоляции проводов, что имеет значение в условиях, характерных для исследования гидротехнических плотин.
Для достижения этого маятник в предлагаемом устройстве снабжен приспособлением для выведения его из равновесия, выполненным, например, в виде соленоида, сердечник которого укреплен на мятнике, катушка — на неподвижном основании, а преобразователь выполнен в виде укрепленного на конце маятника магнита с заостренным полюсным наконечником, располо кенным в исходном положении перед рабочим зазором неподвижной магнитной головки, подключенной к электрической врсмяпзмсритсльпой схеме.
На фпг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства в двух проекция.;; па фиг. 2 — электрическая схема его времяизмерительной части.
5 Качающийся в процессе измерений маятник содержит массу 1 на подвесе 2; он подвешен на шарнирной опоре, образованной траверсой
8, четырьмя плоскими пружинами 4 и кронштейном 5, укрепленным на исследуемом объ1р сктс б. На подвесе 2 крепится сердечник 7, а на объекте б, против него, посредством кронштейна 8 — соленоид 9. К массе 1 прикреплен постоянный магнит 10 с заостренным полюсным наконечником 11. Под маятником с
15 объектом б связана также расположенная на стойке 12 магнитная головка 13 с обмоткой
14; зазор 15 при монтаже устройства устанавливается против наконечника 11 на минимальном расстоянии. Головка 18 соединена с
20 врсмяизмсрительпой схемой, прсдпочтнпгсльно с IcT÷llêîâoãо типа.
Схема содержит усилитель 16, формирователь 17 импульсов, триггеры 18 — 20, ключи
21 — 23, счетчики 24 — 26, генератор 27 заполняющих импульсов, вентиль 28, спаренную кнопку (контакты) 29 и 80 и источник тока Л
Устройство совместно с времяизмерительной схемой работает следующим ооразом.
Ток от источника 81 через контакты 29 по30 ступает в соленоид 9, и в результате взаимо263904 действия с сердечником 7 маятник отклоняется от положения равновесия. Кроме того, через контакты 80 поступает импульс установки триггера 19 в исходное положение, После отпускания кнопки маятник начинает совершать свободные затухающие колебания и при этом в обмотке 14 магнитной головки 18 в моменты прохождения заостренного намагниченного наконечника 11 мимо зазора 15 наводятся узкие импульсы чередующейся полярности.
Импульсы усиливаются усилителем 1б и преобразовываются в импульсы меньшей длительности формирователем 17. Эти импульсы переорасывают триггер 18, который поочередно открывает ключи 21 и 22 на время t< и 1 соответственно. Кроме того, импульсы из формирователя 17 поступают через вентиль 28, выделяющий только однополярные импульсы, на триггер 19 и на счетчик 2б. Первым же импульсом триггер 19 опрокидывается, а на его выходе появляется импульс, опрокидывающий триггер 20. В этот момент триггером
20 включается ключ 28 и через него заполняющие импульсы с генератора 27 через ключи
21 и 22 проходят на счетчики 24 и 25.
Работа схемы продолжается до заполнения счетчика 2б, отсчитывающего количество периодов колебаний маятника, а после заполнения счетчика 2б на его выходе появляется импульс, опрокидывающий триггер 20 в исходное положение, в результате чего ключ 28 закрывается, затем может быть произведен отсчет показаний счетчиков 24 и 25.
В случае, если измеряемый угол равен нулю, т. е. точка подвеса маятника и зазор головки находятся на одной вертикали, интервалы времени 11 и 4 окажутся равными, а в счетчике 24 и 25 будут записаны равные числа.
При отклонении измеряемого угла от нуля показания счетчиков 24 и 25 будут неравными, а по величине и знаку разности их показаний может быть определен искомый угол.
Линейность шкалы устройства, связывающей измеряемый угол и разность времени нахождения маятника по обе стороны от положения исходного статического равновесия, повышается с повышением отношения угловой амплитуды колебаний маятника к измеряемому углу.
Отклонение от линейности, примерно, до 2% имеет место для измеряемых углов в пределах до 0,25 от угловой амплитуды колебаний маятника.
Повышение точности измерения достигается за счет осреднения суммированием времени нахождения маятника по обе стороны от
1 положения исходного равновесия за несколько периодов.
Описываемое устройство целесообразно применять для измерения углов от 1 — 2" до нескольких градусов.
Возможно измерение углов относительно любой плоскости в пространстве путем использования астатического маятника, колеблющегося в этой плоскости.
Предмет изобретения
Устройство для дистанционного измерения углов наклона сооружений, например плотин, содержащее маятник, подвешенный на исследуемом сооружении, преобразователь угла наклона маятника в электрический сигнал и индикатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и исключения влияния ,соединительных линий на результаты измерений, маятник снабжен приспособлением для выведения его из равновесия, выполненным, например, в виде соленоида, сердечник которого укреплен на маятнике, катушка — на неподвижном основании, а преобразователь выполнен в виде укрепленного на конце маят4р ника магнита с заостренным полюсным наконечником, расположенным в исходном положении перед рабочим зазором неподвижной магнитной головки, подключенной к электрической времяизмерительной схеме. 263904
Составитель Л. Колюбакина
Редактор M. В. Афанасьева Техред 3. Н. Тараненко Корректор Г. П. Шильман
Заказ 1559 5 Тираж 500 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, К-35, Раугдская паб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2
