Датчик угла наклона

ЯО 1139966 А СОЮЗ СОВЕТСНИХКМИМЮйнеиииРЕСПУБЛИН 4(51) С 01 С 9 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАЙ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИ ИОАН ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Патент Франции В 1478607,опублик. 20.03.83.свидетельство СССРС 01 С 9/02,ублик. 2802.83 УГЛА НАКЛОНА, ки прозрачную идкостью, час ческое излуче оол чн и за, не поглощающего кл. С 01 С. 9/002. АвторскоеУ 1000754, кл.С 01 С 9/18, оп(54)(57) ДАТЧИдержащий оптичцевую ампулу споглощающей опи с пузырьком оптическое излучение, источник оптического излучения, кольцевую щелевуюдиафрагму и приемники оптическогоизлучения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения угловойразрешающей способности, он снабженчетырьмя приемниками оптического излучения, размещенными по кольцевомупериметру с одинаковым угловым шагомвдоль внешней части кольцевой диафрагмы, установленной между приемниками оптического излучения и внешней,поверхностью кольцевой прозрачнойампулы, наполовину заполненной жидкостью, а источник оптического излучения расположен в центре ампулы.50 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именнок устройствам для определения пространственного положения объектов, иможет быть использовано в геодезии, 5строительстве, на транспортных средствах, в системах управления движущимися объектами, в том числе имеющимимногооборотное осевое вращение, дляопределения положения вертикали автономной системы координат относительно направления вектора гравитационного поля.Известны указатели положения объекта, содержащие кольцевую прозрачную трубку, заполненную жидкостью,поглощающей оптическое излучение,с пузырьком газа, по положению которого относительно кольцевой трубки,закрепленной на объекте, определяется положение объекта в поле гравитационных сил 1,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является датчик угла 25наклона, содержащий оптически прозрачную кольцевую трубку, закрепленную на объекте, заполненную жидкостью, поглощающей оцтическоеизлучение, с пузырьком газа, не по- З 0глощающего оптическое излучение,источник оптического излучения, расположенный в центре дискового световода, примыкающего своей внешнейкольцевой поверхностью к внутренней 35части кольцевой прозрачной трубки,и приемники оптического излучения,расположенные по периметру вдольвнешней части кольцевой прозрачнойтрубки, причем между приемниками 40оптического излучения и внешней поверхностью прозрачной кольцевойтрубки введена кольцевая щелеваядиафрагма, ограничивающая угол обзора приемников 21.451Угловое положение объекта, измеренное таким датчиком, дискретное,с шагом квантования, определеннымугловыми размерами приемников оптического излучения. Электрическиепозиционные сигналы, вырабатываемыеприемниками оптического излучения,содержат информацию об угле наклонаобъекта в поле сил тяготения. Текущий отсчет производится по величине 55электрического сигнала с приоритетом по большему сигналу. Угловая разрешающая способность такого датчика зависит от величины угловых размеров приемников оптического излучения.Повышение угловой разрешающейспособности датчика достигаетсяуменьшением угловых размеров приемников оптического излучения, чтоможет быть получено за счет увеличения количества приемников и уменЬшения их размеров при одновременномусложнении устройств приема и обработки электрических позиционныхсигналов, вырабатываемых приемникамиоптического излучения.Цель изобретения -повышение угловой разрешающей способности датчикаугла наклона объекта беэ увеличенияколичества приемников оптическогоизлучения и уменьшения их размеров.Поставленная цель достигается тем,что датчик угла наклона объекта,содержащий оптически прозрачную кольцевую ампулу, закрепленную на объекте, с жидкостью, частично поглощающей оптическое излучение, и с пузырьком газа, не поглощающего оптическое излучение, источник оптического излучения, кольцевую щелевуюдиафрагму и приемники оптического(излучения снабжен четырьмя приемУниками оптического излучения, размещенными по кольцевому периметрус одинаковым угловым шагом вдольвнешней части кольцевой щелевойдиафрагмы, установленной между приемниками оптического излучения ивнешней поверхностью кольцевой прозрачной ампулы, наполовину заполненной жидкостью, а источник оптического излучения расположен в центреампулы.На фиг. 1 изображен датчик угланаклона объекта; на фиг. 2 - то же,вертикальный разрез,Датчик угла наклона объекта содержит источник 1 оптического излучения, расположенный в центре оптически прозрачной кольцевой ампулы 2,принимающей внутренней кольцевойповерхностью поток оптического излучения от источника 1, наполовинузаполненной жидкостью 3, частичнопоглощающей оптическое излучение исодержащей пузырек 4 газа, не поглощающего оптическое излучение, кольцевую щелевую диафрагму 5, формирующуюузкий по профилю кольцевого сеченияоптический луч, расположенную с внешней стороны кольцевой ампулы 2, и3приемники 6 оптического излучения, установленные вдоль внешнего перимет ра кольцевой щелевой диафрагмы 5, об ращенные чувствительными поверхностя ми к источнику 1 оптического излучения.Датчик угла наклона работает следующим образом.Поток оптического излучения от источника 1 передается к внутренней поверхности прозрачной кольцевой ампулы 2. При прохождении оптического потока через жидкость 3, частично поглощающую оптическое излучение, происходит ослабление этого потока из-.за поглощения в жидкости 3. Прохождение оптического потока беэ ослабления возможно только в зоне расположения пузырька 4 газа на пути распространения излучения. Оптический поток, прошедший через пузырек 4 газа, проходит затем через щелевую диафрагму 5 и попадает на приемники 6 оптического излучения. Таким образом формируются зона тени и зона засветки чувствительных поверхностей приемников 6 оптического излуче 1 ия. Взаимное положение этих зон относительно приемников излучег 1 я определяется положением жидкости 3, частично поглощающей оптическое излучение и перемещающейся в ампуле 2 при изменении углового 1139966.положения ампулы, закрепленной наобъекте, в поле действия гравитационных сил. Величина электрическогосигнала, вырабатываемого каждымприемником 6 оптического излучения,зависит от соотношения величин эонытени и зоны засветки чувствительнойповерхности приемника, т,е. от угланаклона объекта. При изменении угла 1 О наклона объекта электрический сигнал, формируемый каждым приемникомв гределах чувствительной поверхности приемника при относительном изменении величин зоны тени и зоны засветки этой поверхности, изменяетсякак непрерывная аналоговая величина,Информация о модуле величины. угланаклона и направлении наклона получается в результате сравнительной 2 О комплексной оценки величин электрических сигналов при одновременномизмерении этих сигналов на выходахкаждого из приемников оптическогоизлучения, зависящих от распределен ния зон теней и зон засветок чувствительных поверхностей приемников иявляющихся функциями угла. наклонаобъекта. Применение предлагаемого датчикаугла наклона объекта позволит решитьряд практических задач в различныхобластях народного хозяйства.