Датчик наклона обьектов

 

О П И С А Н И Е (и) 506759

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саез Саветских

Ооциалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.73 (21) 1961877/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 07.05,76 (51) М. Кл. 6 01С 9/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 528 541(088 8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ю, В. Карпов, В. Ф, Горгураки и М. Л. Севериновский

Научно-исследовательский институт строительного производства

Госстроя Украинской ССР (54) ДАТЧИК НАКЛОНА ОБЪЕКТ

Изобретение относится к области приборостроения и, в частности, к устройствам для определения углов наклона объектов, например строительных машин, проходческих щитов и т. п.

Известны датчики наклона объектов, содержащие корпус, ампулу цилиндрической формы, заполненную жидкостью с воздушным пузырьком, фоторезисторы, чувствительный слой которых нанесен на боковую поверхность ампулы в виде двух колец с просветом по образующей, и источник света.

Недостатком этих устройств является сложность технологии их производства. Это объясняется тем, что существующие способы нанесения чувствительного фотослоя требуют предварительного разогрева напыляемого вещества, что приводит к нагреву ампулы и наполняющей ее жидкости и, как следствие этого, к разрыву ампулы под действием давления паров нагретой жидкости.

В случае нанесения чувствительного слоя на незаполненную ампулу возникают трудности, связанные с операцией запайки открытого торца ампулы после ее наполнения. Эти трудности заключаются в опасности повреждения нанесенного чувствительного слоя фоторезисторов при запайке открытого торца ампулы.

Известными устройствами также невозможно регулировать порог чувствительности, который зависит от расстояния (по образующей) между кольцевыми фоторезисторами.

Для упрощения технологии изготовления датчика и обеспечения регулировки порога чувствительности в предлагаемом датчике чувствительньш слой фоторезисторов нанесен на две подложки, изогнутые в форме колец (диаметром, несколько большим диаметра ампулы), имеющих просвет по образующей. Изменение порога чувствительности датчика достигается смещением колец вдоль продольной осн ампулы с помощью микрометрического винта.

На фиг. 1 представлен общий вид описываемого датчика, продольный разрез; на фиг. 2—

)5 то же, разрез по А — А на фиг. 1; на фнг. 3— кольцевой фоторезистор; на фиг. 4 — выходные характеристики датчика (а — угол наклона, 1 — сигнал разбаланса измерительного моста) .

20 Датчик наклона объектов содержит корпус

1, ампулу 2, заполненную прозрачной жидкостью с пузырьком воздуха, источник света 3 (лампочку), освещающую ампулу 2 с торца, крышки 4 и 5, навинчивающиеся на корпус 1.

25 На внутренней стороне крышек 4 установлен патрон 6 лампочки 3. Корпус 1 в нижней своей части соединен с основанием 7.

На верхнюю часть корпуса 1 установлена подшипниковая опора 8, в подшипнике кото30 рой закреплен мпкрометрический винт 9, име3 ющий участки с левой и правой резьбами.

Винт 9 заканчивается кнопкой 10 с рифлением.

Лмпула 2 установлена в корпусе 1 соосно с его продольной осью и фиксируется с помощью резиновых прокладок 11 и 12. Прокладка 11, установленная в корпусе 1, имеет отверстие для прохождения луча света. Прокладка 12 установлена в проточке внутренней стороны крышки 5.

Лмпула 2 охвачена двумя разомкнутыми кольцами 13 соединенными посредством стоек

14 с гайками 15 и 16, навинченными на винт

9 так, что они расположены симметрично относительно поперечной оси ампулы.

Гайка 15 имеет левую резьбу, а гайка 16— правую. Стойки 14 проходят сквозь продольный паз в корпусе 1. На внутреннюю поверхность колец 13 нанесен чувствительный фоторезистивный слой 17, заканчивающийся с двух сторон прорези продольными полосками 18 напыленного токопроводящего материала, необходимыми для равномерного распределения электрического потенциала по поверхности фоторезистивного слоя 17.

Образованные таким образом фоторезисторы через токосъем, состоящий из пружинных контактов 19 и неподвижных контактных шин

20, включены в плечи измерительного моста (на чертеже не показан). Пружинные контакты 19 соединены заклепками 21 с кольцами 13 в местах нанесения токопроводящих полосок

18. Неподвижные контактные шины 20 уложены в продольных пазах корпуса 1 и закреплены в них с помощью винтов 22, являющихся одновременно контактными клеммами.

Датчик работает следующим образом. Луч света от лампочки 3, пройдя через ампулу 2, за счет эффекта внутреннего отражения выходиг наружу в области боковой поверхности ампулы 2, определяемой положением пузырька. Симметрично расположенные относительно поперечной оси ампулы 2 кольцевые фоторезисторы 13 при горизонтальном положении ампулы (датчика) освещены в одинаковой степени, и измерительный мост находится в равновесии.

При отклонении продольной оси датчика от горизонтали положение воздушного пузырька ампулы 2 изменится, что приводит к изменению освещенности и, следовательно, проводимости кольцевых фоторезисторов 13. В ре506759 зультате этого баланс измерительного моста нарушается и в измерительной диагонали моста возникает ток, величина которого пропорциональна углу отклонения продольной оси датчика от горизонтального положения, а полярность зависит от направления наклона. Величина и полярность тока в измерительной диагонали моста фиксируются измерительным прибором.

При повороте датчика вокруг его продольной оси воздушный пузырек и луч света, выходящий из ампулы 2, будут двигаться по направляющей окружности боковой поверхности ампулы 2. При этом общая освещенность кольцевых фоторезисторов 13, охватывающих ампулу 2, не изменится, и, следовательно, не изменится ток в измерительной диагонали моста. Таким образом, датчик фиксирует только изменение наклона его продольной оси.

Для увеличения (уменьшения) порога чувствительности датчика, например, при применении его в релейных схемах стабилизации и контроля необходимо раздвинуть (сблизить) кольцевые фоторезисторы 13. Это достигается вращением микрометрического винта 9. При повороте винта 9 по часовой стрелке фоторезисторы 13 сдвигаются, а при обратном вращении — раздвигаются.

Чем больше раздвинуты фоторезисторы 13, З0 т. е. чем больше расстояние В, тем большее расстояние должен пройти пузырек воздуха в ампуле 2 до края одного из фоторезисторов (в зависимости от направления наклона) и следовательно, тем больше порог чувствительности датчика.

Формула изобретения

40 Датчик наклона объектов, содержащий кор:гус, ампулу, заполненную жидкостью с воздушным пузырьком, фоторезисторы, включенные в плечи измерительного моста, и источник света, отличающийся тем, что, с целью

45 упрощения технологии изготовления датчика и обеспечения регулировки порога чувствительности, на внутреннюю поверхность подложек, выполненных в виде разомкнутых колец, расположенных внутри корпуса с возможно50 стью их перемещения вдоль продольной оси ампулы посредством пары винт-гайка, нанесен чувствительный слой фоторезисторов.

506759

A-A стиг. 2

Корректоры: Н. Аук и И. Позняковская

Редактор С, Хейфиц

Заказ 947!7 Изд. ¹ 1172 Тирана 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Поставнин

Текред О. Кудинова

Ю

Ю