Устройство для определения угла наклона объекта

 

-.с ч=" :-.иgg т нтнО тюхничюсi4.л " .";нотон а МБР;

{ii) 767516

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0304.78. (21) 2596905/18-10 (51)М. Кл,з. с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий

G 01 С 9/18 (23) ПриоритетОпубликовано Зц09.80, Бюллетень ¹ 36 (53) УДК 528.541 (088.8) Дата опубликования описания 3009,80

В.П.Доронин, A.Ñ.Íåàïîëèòàíñêèé, С.П.Марущак, A.Ï.ËoTàïîâ, B.И.Мамонкин и Ю.A.Казымов (72) Авторы изобретения. (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения угла отклонения объекта от плоскости горизонта.

Известен наклономер, содержащий поплавковую камеру, соединенную с маятником, который посредством плос-. кой пружины соединен с корпусом, и отсветное устройство, состоящее из стрелки на маятнике и шкалы на корпусе (1) ..

К недостаткам такого устройства следует отнести недостаточную разрешающую способность, визуальный съем результатов измерений, зависимость показаний от температуры.

Известно устройство для опреде-, ления угла наклона, содержащее 2р подвешенную в корпусе на торсионной пружине ампулу, заполненную жидкостью с воздушным пузырьком, оправа которой связана с электромагнитной системой, и дифференциальный конденсатор, электрически соединенный с электронным устройством управ,ления электромагнитной системой 12).

При наклоне корпуса происходит перемещение пузырька, вызывающее изменение емкости конденсатора, которое преобразуется электронным устройством в напряжение, подаваемое на электромагнитную систему и измерительный прибор. Электромагнитная система возвращает ампулу в исходное положение, а развиваемый ею момент уравновешивается упругим моментом торсионной пружины. По величине напряжения, подаваемого на электромагнитную систему, судят об угле наклона.

К недостаткам такого устройства следует отнести следующее: низкая эксплуатационная надежность, так как на торсион действуют силы инерции, обусловленные массой ампулы и перегрузками, приводящие к изменению его жесткости, недостаточная точность и разрешающая способность из-за наличия явления гистерезиса торсионной пружины. Разрешающая способность выходного устройства ограничена размерами пузырька, диэлектрической проницаемостью электролита и расстоянием между обкладками. На точность оказывает влияние явление старения торсиона, 767516 аткам такого устройства следйапазон измерений углов ограни- К недостаткам недостаточную точность. чен величиной взаийногб перемещения . дует отнести недо

" " ротора относительно статора электро- йелью изо6 о ретения является повышемагнитной системы приведения. ние точности уст ойс

Иэве т устро ства. с ны также- наклономеры, маятни- Это достигается т с тем, что поплавкоковые массы которых выполнены в виде вая камеоа выпол . 5 лнена многосекционной жидкостью 3 резервуара, частично заполненные с частичным заполнением каждой о секции 1 ° тяжелой жидкости (g > 1 г/см ) . Толщина

Ближайшим к изобретению по техни- слоя жидкости выби вы ирается из условия не ности в желаемом ческой .сущности и достигаемому ре- обеспечения линейн зультату является наклономер, выпол- диапазоне измере и ени углов, при этом должна ыть такой, чтобы ненный по схеме интегрирующего аксе-, толщина слоя должна б лерометра (4) . Устройство содержит ца пределе диапазона измерений было подвижную поплавковую камеру (попла- полное покрытие нижн и нижне поверхности вок), центр масс которого смещен отно- каждой из секций поплав и плавк. вой камеры. сительно оси вращения. Поплавок с по-, На чертеже показана функциональмощью цапф подвешен в корпусе. прост- 15 ная схема устройства. ранство между поплавком и корпусом эа- . Устройство содержит поплавковую полнено жидкостью, плотность которой камеру 1, внутренняя полость которой подбирается равной средней плотности состоит из и герметичных секций 2, йбпйавка. На поплавке размещены датчик каждая секция частично заполнена угла, преобразующий угловое перемеще- Щ тяжелой жидкостью 3. Поплавковая ние поплавка в электрическое напряже- камера 1 с помо чью цапф 4 подвешена ние, и датчик момента, который ис- в камневых опорах 5 корпуса б. Пропользуется как исполнительный элемент странство между поплавком и корпуцепи обратной связи. Величина тока сом заполнено жидкостью 7, которая в обмотке датчика момента является 25 обеспечивает гидростатическую размерой углового отклонения поплавка. грузку опоР 5 и создает совместно

Для поддержания, постоянства темпера- с внУтренней поверхностью корпуса туры жидкости и поплавка предусмотре- 6 и наружной поверхностью поплавке но автоматическое термостатирование. 1 демпфирующий момент. Корпус

Для компенсации расширения пбддерживаю- Устройства термостатирован систещей жидкости;при изменении температуры мой 8 На корпусе жестко закреплены

30 от рабочей до температуры,при которой датчик 9 угла и датчик 10 момента. прибор хранится, предусмотрен сильфон. сигнальные обмотки датчика 9 угла соединены последовательно с целью

Устройство работает следующим об- компенсации родиальных перемещений разом. прплавка. Устройство содержит

При наклоне корпуса на угол О< сйльфон 11 относительно оси подвеса поплавка Работает устройство следующим происходит поворот поплавка вместе с образом.

"кбрпусом эа счет вязкого трения поплав- При наклоне корпуса б на угол

" ка и корпуса о жидкость. При этом воэ-40 0 относительно плоскости гориэонникает вращающий момент Я, -стремящий- та поплавок 1 тоже наклоняется н я на с вернуть поплавок в"прежнее положе- угол о (относительного перемещения ние (нижняя маятниковость), величина поплавка и корпуса нет из-за вяэ-. которого определяется выражением кого трения поплавка и корпуса о

;М = m- -1 ьiïa(45 жидкость) . При э том под действием

7 сил гравитации жидкость 3 секций где m — приведенная масс, 2 перемещается в сторону наклона

l — расстояние от оси вращения поплавка до тех пор, пока ее поверхдо центра приведенной массы. ность не станет параллельна плосПод действиЬм момента М поплавок пово-5р кости горизонта. При этом жидкость рачивается относительно оси подвеса создает вращающий момент относив сторону уменьшения угла Ы, при тельно оси подвеса поплавка. Велиэтом в сигнальной обмотке датчика угла чина этого момента М для каждой возникает сигнал, ко»торйй усйлйвается из секций 2, имеющих вид прямоугольусилителем обратной связи и приклады- ного параллелепипеда с размерами вается к датчику момента. Датчик момент 1-длина, Ь-ширина, h-высота, опрета возвращает поплавок в такое поло- делится по формуле жение, при котором нет относительного р р р 3

"рассогласования между статором и рото- <=2 > g Ь 4 1б 5 0+ (с )i ром датчика угла (нулевое положение), где g - плотность жидкости 3 (г/см) при этом датчик момента развивает мо- ® Под действием момечта М поплаво1. мент по модулю равный моменту М, но 1 отклоняется относительно корпуса направленный встречно"моменту М. Be- 6 a сторону увеличения угла o(Р личина угла отклонения от плоскости при этом снимается напряжение с д-: горйзонта оценивается rio величине ка 9 угла. Этб напряжение усиливае тока датчика момента. 65 ся электронным управляющим блоком

767516

У 7 6 10 S

Й й

Составитель Л. Колюбакина

РедактоР Г. Пилипенко ТехРеД Н.Граб КОРРектоР Л. Иван

Эакаэ 7227/54 Тираж 801 Подписное

ВНИИ И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЧПП "Патент", r. Ужгород, ул. проектная, 4

12 и подается на обмотку статора датчика 10 момента. Ток, протекающий по обмотке статора датчика 10 момента, создает момент М возвращающий поплавковую камеру 1 в исходное положение. Величина тока, который нужно пропускать по обмотке статора датчика 10 момента, чтобы уравновесить величину момента M за счет перетекания жидкости 3 при отклонении устройства от плоскости горизонта на угол о(,является выходным сигналом и фиксируется измерительным прибором 13.

Устройство имеет точность измерений порядка 0,01%.

Формула изобретения 15

УстройствО для определения угла наклона объекта, содержащее корпус, полностью заполненный жидкостью, 29 поплавковую камеру, обладающую маятниковостью, подвешенную в корпусе на опорах, датчик угла и датчик мо - мента, подключенные к управляющему блоку, .измерительный прибор, систему:— термостатирования и сильфон, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью " ф повышения точности, внутренняя полостй поплавковой камеры выполнена многосекционной с частичным заполнением каждой секции тяжелой жидкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 528447, кл. G 01 С 9/18, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 442373, кл. G 01 С 9/06, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 581370, кл. G 01 С 9/02, 1976.

4. Командно-измерительные приборы.

Под ред. Назарова Б. И,иэд. МО СССР, 1975, с. 44 — 48 (прототип).