Датчик угла наклона

 

——

--:о,сэ „

1, О П И С А - -Н: —.-И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 16827Я

Свез Советских

Социалистических

Ресвублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.76 (21) 2436252/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл С 01 С 9/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень ¹ 32 (53) УДК 528.541 (088.8) (45) Дата опубликования описания 25.09.79 (72) Авторы изобретения

П. А. Гончаров и Ю. П. Гончаров

Киевский автомобильно-дорожный институт (71) З,заявитель (54) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для измерения углов наклона местности при изысканиях автомобильных дорог для съемки поперечных и продольных профилей местности с уклонами от 0 до+-90 .

Известны маятниковые наклономеры с преобразователем потенциометрического типа, включенным в мостовую измерительную схему (1). Под маятником укреплен электромагнит, служащий для уменьшения влияния ускорений.

Известны также устройства для определения углов наклона на движущихся объектах, содержащие маятник, преобразователь и демпфирующее приспособление, вы-. полненное в виде планки, выпнутой:в форме дуги с центром в точке подвеса маятника по всей длине его возможного перемещения, имеющей корытообразное сечение, охватывающее груз маятника. Груз маятника выполнен из лостоянного магнита, на боковых плоскостях которого укреплены ферромагнитные пластинки j2), Недостатки указанных устройств заключаются в следующем: для обеспечения высокой чувствительности они требуют значительных габаритов и веса; низкочастотные собственные колебания маятника способны,резонировать с близкими по частоте колебаниями транспортного средства, 1на котором устанавливают наклономер; трудности технического обеспечения демпфирования свободных колебаний большой массы маятника при небольших смещенияv; чувствительность измерительного элемента всякого углового датчика пропорциональна длине дуги этого элемента, огра0 ниченной измеряемым углом, которая, в свою очередь, пропорциональна радиусу кривизны элемента. У маятника приборов измерительный элемент угла расположен

15 на кривой малого радиуса вращающейся детали подвески; на надежность работы маятниковых приборов более отрицательно сказываютс» поперечные толчки и колебания при движе20 нии транспортного средства.

Известны также устройства для автоматического контроля уровня в каком-нибудь механизме, например в оборудовании для профилирования или распределения ма25 териалов, где необходимо поддерживать подвижную часть механизма в горизонтальном положении или под заранее заданныз: углом наклона(3).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик уг682761

l0

65 ла наклона, содержащий трубку, изогчутую по дуге части окружности, внутри которой помещено сопротивление (реохорд), параллельно с ним — токосъемный контактный привод H свободно движущийся под собственным весом металлический шарик; преобразователь включсн в мостовую схему лотенциометра Щ.

Однако этот датчик не содержит достаточно надежных средств демпфирования, поэтому не Mo?KcT полностью устранить влияние инерционных сил при движении контактного шарика.

Заполняющая труоку токопроводя1цая вязкая жидкость является изолятором н, попадая:a контактирующие поверхности, Оудат 11а Зуц1ать -IQIIpQpbIHHocTb кон . актирования, при этом сложно подобрать жидкость с постоянной необходимой вязкос1ью и усло;нях работы ее в диапазоне 40—

50 С.

Kpovre того, датчик нельзя использовать для съемки профилей и поперечных сечений ,оннелей, подземных переходов и других объектов с угл".ìè наклона более 90 .

Целью изобретения является повышcНИЕ TOH3IOCI И IIVTCVl ? МЕНЬШЕНИЯ ВЛИЯ:11111 на результаты измерений ускорения и Tevпературы.

Это достигается тем, что предлагаемый датчик, содержащий трубку из диамагнигпого материала, изогнутую по дуге части окру?кнос1и, чувствительный элемент в виде металлического шари ха, контактируIGщего с расположенными в трубке реохордом и токосъемным проводом, вкл1оченными в мостовую схему потенциометра, снаб?кен компенсатором ускорения и демпфсрОм, выполненным в виде дополнительной трубки, аналогичной по форме и материалу основной, установленной в параллельной с ней плоскости и заполненной демпфирующей ?кидкос1ь1о, в которую помещено инерционное тело-магнит, взаимодейству1ощ11й с шари ком, а верхние концы дополнительной трубки соединены между собой горизонтальной трубкой, снабженной регулируемым гидравлическим демпфером, заполненной жидкостью, и эластичным шлангом, проложенным по внутренней степке основной трубки.

Для расширения, рабочего диапазона обе трубки закреплены на секторе со шкалами, подвешенном на корпусе с возможIIocTbIo изменения и фиксирования его начального положения.

На фиг, 1 показана общая схема описываемого датчика; вид со стороны пустотелой трубки с реохордом и .шариком; на фиг.

2 — вертикальный разрез по А — А фиг. 1; на фиг. 3 — ни?иняя часть общего вида со стороны жидкостной трубки с магнитом.

Датчик содержит пустотелую трубку 1, реохорд 2, контактный токосъемный провод

8, шарик 4, левую ветвь 5 реохорда 2, привод б от левой ветви реохорда, провод 7 от контактного токосъемника и,питающую

cpTb, поте щиометр 8, ось 9 корпуса 10 дагплка, провод 11 от правой ветви рсохорда к потенциометру, фиксатор 1 положения корпуса датчика, эластичный шланг 1 ?, сое,винительную горизонтальную трубку 14 копцов дополнительной трубки 15, постоянный магнит 1б, сектор 17 корпуса датчика, гидравлический демпфер на соединительной трубке 4 (на черте не не показан).

При производстве работ датчик устанавливают в горизонтальное положение и размсща!От на тележке профилометра или другом транспортном средстве. При псремещении по измеряемо?лу участку, имеющему наклон, величину последнего определяюг по шкале потенциометра.

При передвижении датчика по пересеченной местности неизбежны большие изменения в скорости дви?кения и вертикальные колебания, что мо?кет вызывать большие искажения в показаниях датчика за счет инерционных сил, возникающих в свободно перемещающемся шарике-контакте 4.

Для устранения этих погрешностей датчик угла наклона содержит ?кидкостную трубку 15 с постоянным магнитом 1б, которы;1 под влиянием магнитного притяжения удержпва т вблизи себя контакт, изготовлен;ый, например, из мягкого ?келеза в виде пустотелого шарика 4.

Инерционные силы, возникающие у постоянного магнита, поглощаются жидкостной срсдой, например, тормозной жидкость1О, заполняющей дополнительную и соединительную трубку, имею1цую гидравлический демпфер.

Для устранения отрыва шарика от магнита и выхода его из магнитного поля, датчик угла наклона содержит параллельно с соединительной трубкой эластичный упр.

10-сжатый пустотелый, например, резиновый шланг, проложенный по основной пустотелой трубке 1, который при возникновении больших инерционных усилий, при резких толчках под давлением на жидкость инерционных сил магнита, наполняется жидкостью, увеличивая свое сечение, прижимает к трубке шарик 4, чем удер?кивает

elo от выхода из магнитного поля.

Для предохранения контакта от окисления трубка 1 заполнена инертным- газом.

Основная и дополнительная трубки с .измерительным элементом и демпфирующим магнито.л расположены по полуокружности секгора, снабженного двумя угломерными ...,-:„;:IHèH от нижнего нулевого деления в оое стороны до 90 .

j1ереносной корпус датчика снабже фиксатором 12, обеспечивающим установку сектора датчика под любым углом к 1.ризонту (от 0 до 360 ).

Датчик обеспечиваст точнос-.ь Haм р.-ния угла IHBKJIQHa порядка 7 иии (ири этом радиус окружности, по которой уложены трубки, должен быть равным 250 — 300 ял).

Датчик может быть использован и на непроходимой для транспорта местности.

В этом случае он устанавливается на перенооной тележке, которая прокатывается по профилю вручную.

Наличие на корпусе датчика шкалы делением, например, в 0,1 дает возможность при съемке, крутых прямолинейных уклонов не перемещать IIQ крутому уклону тележку с датчиком, а, установив корпус датчика на угол наклона по шкале, замерить длину уклона мерным колесом штанге, которыми снабжена тележка.

Формула изобретения

1. Датчик угла наклона,,преимущественно для профиломгров, содержащий корпус, трубку из диамагнитного материала, изогнутую по дуге части окружности, и чувствительный элемент в виде металлического шарика, контактирующего с расположЕННЫМИ В трубКЕ рЕОХОрдОМ H тОКОСЪЕ vIным проводом, включенными в мостовую схему потенциометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности пу- ЗО тем уменьшения Влияния На pc3) ëüòaòû измерений уокорения и температуры, он снаб;ксн к тмпенсатором ускорения и демпфеРО. ., i:U;IÎ.vH- ННЫ vI B ВИДЕ ДОПОЛНИтЕЛЬНОй трубки, аналогичной по форме и материя.чу основной, установленной в параллельной ней плоскости и заполненной демпфируюшей жидкостью, в которую помещено инерционное тело — магнит, взаимодейств гогций с шариком, а верхние концы дополни;ельной трубки соединены между собой горизонтальной трубкой, снабженной гидравлическим регулируемым демпфером, заполненной жидкостью, и эластичным шлан;ом, проложенным по внутренней стенке основной трубки.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, обе трубки закреплены,Ha секторе со шкалами, подвешенном на корпусе с возмо хностью изменения и фиксирования его начального положения. Исто-:ники информации, причятые во внп ",à,.èå при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 253391, кл. G 01 С, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 435453, кл. G 01 С 9/12, 1970.

3. Патент США М 2893134, кл. 33-206, 1959.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 3488бб, кл. G 01 С 9 20, 1970 (прототип).

682761

Й г 2

Юг. 1

Ьг5

Составитель Л. Желюбакина

Техред А. Камышникова Корректор И. Симкина

Редактор С. Хейфиц

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 759/969 Изд. № 486 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5