Наклономер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРETЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111 5 58 I 46

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.75 (21) 2151742/10 (51) М. Кл.- G 01С 9/02 с присоединением заявки М

Гасударственный камитет

Савета Министрав СССР па делам иаааретений

Н DTKPbITHH (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллстс«ь ¹ 8 (53) УДК 528.541(088.8) Дата опуол«кова««я о««са««я 28.011.77 (72) Автор изобретения

В. Я. Афанасьев (71) Заявитель (54) НАКЛОНОМЕР

Изобретение относится к области геодезического приборостроения, в частности, к устройствам для определения углов наклона объектов.

Существующие наклономеры, основанные на применении пузырьковых уровней и физических маятников, не позволяют проводить точного измерения малых наклонов (менее

0,1 ) из-за наличия значительных тормозных сил в измерительной системе — сцепления акидкости с материалом ампулы уровня, трения в точке подвеса физического маятника и т.д.

Известны устройства для определения углов наклона, содержащие два диска с сопряженными поверхностями, причем нижний диск снабжен отверстием для подачи воздуха, поддерживающего верхний диск во взвешенном состоянии. Подвес чувствительного элемента может быть выполнен магнитным (1).

Магнитное поле проникает внутрь тела, при этом на точность влияет гистерезис намагничивания, температурная зависимость магнитной проницаемости вещества; кроме того, в магнитном подвссе трудно осуществить высокую точность перемещения.

Ближайшим по технической сущности к описываемому устройству является наклономер, содержащий корпус с чувствительным элементом в виде полого ротора, размещенного на валу дугообразной формы, полюсныс «аконечники с обмотками возбужден«я и измсритсль смещения ротора (2). При включении статорных обмоток ротор начинает вращаться вокруг вала. Благодаря эффекту самогенерации в зазоре между валом и ротором образуется газодинамическая полушка, и ротор всплывает. Ввиду отсутствия сухого трения и зазоре чувствительный элсме«г реагирует на «сз«ачительные отклонения пр«оора от горизонтали. Однако изогнутый вал приводит к неравномерности распределения воздушного потока в зазоре и возникновению в соответствии с этиbl замет«ых систематических ошпооl . «331<15 рений.

Вращающийся цилиндр, имеющий постоя««ую толщину вдоль образующей, «с позволяет получить высокой точности «змсрс«ий, так как прп увеличении скорости вращения ротора

20 имеет место осевая «сустойч«вость его положе«ия относ«тельно положе«ия рав«овес«я, что также приводит и до«ол««тель«ым «огреш«остям измере«ий.

Для повышения чувствительности и точно25 сти в предлагаемом «акло«омсре вал выпол«ен прямым, а ротор — в в«дс прямого и:1линдра, снабженного токопроводящим«фла«нами, укрсплс««ым««а торцах и кольцом «з ферромагнитного материала, уста«овлс««0l о

30 в средней части пили«дра и совпад11ю1цсто с

558146

I! >

Составитель Л. Колюбакина

Техред M. Семенов

1 сдактор С. Хейфиц

Корректор А, Николаева

Заказ 1257/1

Изд. № 462

Тираж 904

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 плоскостью расположения центров полюсных накопе 1ников.

Выполнение вала прямым и установка фсрp0»a1IIII1II010 кольца позволяют получить равномерное распределение воздушной прослойки между валом и ротором, сохраняя необходимую величину возвращающей силы при смеIII CIfI fIIf IIIII+1>3.

Б1>1110 IIICIIIII> Р010Ра D 13ff+C IIII.1ИНДРа фланцами на торцах позволяет добиться устойчивости осевого положения ротора на пря ом валу.

На чертеже изображен описываемый наклономер, содержаший прямой вал 1, на котором с зазором размещен ротор 2 с фланцами на торцах. Для обеспечения вращения ротора, вокруг него расположены полюсные наконечники 3 с обмотками возбуждения 4 -аким ооразом, ITO их центры расположены по окру>кности в плоскости поперечной симметрии ротора. Для создания возвращающей силы на роторе укреплено кольцо 5 из ферромагнитного материала. Для индикации смещений ротора вокруг фланцсв укреплены с зазором на изоляционных шяйоах 6 метал.1и 1еск11с стака ны 7. Стаканы электрически соединены с диффсренциа1ьной измерительной cõåмой 8. 0бмотки возбуждения и измерительная схема питаются от источника 9 напряжения.

Работает паклономер следующим образом.

После включения источника 9 переменное напряжение подается на обмотки возбуждения 4, и ротор 3 начинает быстро вращаться.

Ме кду ротором 2 и валом 1 ооразуется динамическая воздушная прос пойк, и трение между ротором и валом сильно уменьшается.

При наличии наклона вала 1 ротор 2 под действием силы тя>кест11 смещается и вместе с ним смещается ферромагнитное кольцо 5.

5 Смещение ротора 2 происходит до тех пор, пока возрастающая сила не уравновесит осевую составляющую силы тяжести. Смещение ротора 2 изменит степень перекрытия фланцев на торцах цилиндра со стаканами 7. Соот10 ветству1ощее изменение электрической емкости регистрируется измерительной схемой 8.

Испытания опытного ооразца наклономера показывают, что устройство регистрирует наклоны порядка 0,01".

Формула изобретения

1-1аклономер, содержащий корпус с чувствительным элементом в виде полого ротора, размещенного на валу, полюсные наконечники с

20 оомотками возбуждения и измеритель смещения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в нем вал выполнен прямым, а ротор — в виде цилиндра с укрепленными на его торцах

25 токопроводящими фланцами и кольцом из ферромагнитного материала, установленного в средней части цилиндра и совпадающего с плоскостью расположения центров полюсных наконечников.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 226865, М.

Кл.2 G 01C 9/06, 1967.

2. Авторское свидетельство № 216292, М.

35 Кл. 1 01С 9/10, 1967 (прототип).