Датчик углов наклона объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХюицбавщниРВЗУВ ЛИК 9) .(13) 4(506 01 С 9 Об ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОБРЕТЕН ЕТЕПЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство ССС Ф 298838кл. 6 03 С 9/Об, 3969.2. Авторское свидетельство СССР У 346574,кл, 0 01 С 9/Об3970 (прототип).(54)(57) ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОЗБЕК ТА, содержащий светопроницаемый корIпус, прозрачную ампулу, источник света и Фотоэлектрические преобразов.атели, отличающийся тем,.что, .с целью повышения точнос ти измерения при больших скоростях изменения угла наклона, он снабжен диумя светопроницаемыщ пробками,ОПИСАНИ каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробки, и держателем,жестко закрепленным на основаниикорпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи, касающиеся нижней стенки ампулы, источник света расположен вцентре корпуса с нижней стороны основания, а ампула выполнена в видетрубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью своздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения0,10 0 40,20,где д - диаметр воздушного пузырька", Р - внутренний диаметр ампулы.1 11Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для измерения углов наклона на подвижных объектах.Известен датчик угла наклона, .содержащий прозрачную ампулу в виде шарового сегмента, заполненную непрозрачной жидкостью со светопроницаемым пузырьком, источник света и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с разных сторон пузырька. Световой поток от источника света, установленного в фокусе Вогнутой оптической линзы, проходя . чеРез переменное поперечное сечение воздушного пузырька, находящегося в светонепроницаемой жидкости, воздействует на фотоэлектрический преобразователь, расположенный на поверхности линзы и регистрирующий ,угол наклона объекта 111.5 О 20 та и фотоэлектрические преобразователи, снабжен двумя светопроницаемыми пробками, каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробок и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи, касающиеся нижней стенки ампулы, источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основания, а ампула выполнена в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения0,10 4 д 40,20,57352 2 пус, прозрачную ампулу, источник све Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик углов наклона объекта, содержа 25 щий прозрачную ампулу со светонепроницаемой жидкостью и воздушным пузырь ком, источник света и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с разных сторон ампулы, причем ампула, заполненная наполовину светонепроницаемой жидкостью, выполнена в виде плоского сосуда круглого сечения, на торцовой поверхности которого по разные стороны от оси вращения расположены фотоэлектрические преоб разователи, включенные в измерительный мост. При изменении угла наклона площадь освещения фотоэлектрических преобразователей изменяется. Это приводит к разбалансировке измери тельного моста, величина которой про" порциональна изменению угла наклона объекта 1 2.Недостатком известных датчиков является низкая точность при скоростях 45 изменения угла наклона более 0,5 рад/с вследствие инерционности чувствительного элемента - воздушно го пузырька, обусловленной его геометрическими размерами и,следова тельно, высоким гидравлическим сопротивлением./Цель изобретения - повьппение точности измерения при больших скоростях изменения угла наклона. 55Поставленная цель достигается тем, что датчик углов наклона объекта, содержащий светопроницаемый коргде б - диаметр воз 1 ушного пузырька;О - внутренний диаметр ампулы.Выбор размеров воздушного пузырька из соотношенияф 10 (Д сО 20позволяет значительно снизить инерционность чувствительного элемента .за счет сокращения его геометрических размеров и, следовательно, уменьшения гидравлического сопротивления, что приводит к повьппению точности измерения при больших скоростях изменения угла наклона.Выполнение ампулы в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, обеспечивает прямо- пропорциональную зависимость между угловыми перемещениями объекта и перемещениями,воздушного пузырька, что также повьппает точность измерения. Установка зеркал в торцах ампулы, а источника света - в середине основания корпуса позволяет подучить световые лучи с одинаковой интенсивностью освещенности, а это ведет к получению более точных результатов, Установка на торцах ампулы светопроницаемых пробок и заполнение. ампулы прозрачной жидкостью, а также размещению фотоэлектрических преобразователей вдоль нижней стенки ампулы и жесткое закрепление их на основании корпуса обеспечивает прохождение луча сквозь .пробки и столб жидкости до воздушного пузырька и отражениеФсветового луча на фотоэлектрический преобразователь, причем интенсивность1157 10 Составитель Г.ПрудниковРедактор С.Патрушева Техред М.Надь Корректор М.Пожо Заказ 3325/38 Тираж 651 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатеитф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3освещенности. отражаемого от воздушного пузырька светового луча находится в обратно пропорциональной зависимости от расстояния, пройденногосветовым лучом до воздушного пузырька в ампуле, а следовательно, углового перемещения подвижного объекта,все зто позволяет. регистрироватьугол наклона нри больших скоростяхперемещения объекта.На чертеже изображен датчик углов наклона.Датчик углов наклона объекта состоит иэ светопроиицаемого корпуса 1,светопроницаемой ампулы 2 в видетрубки, образующей полукольцо иориентированной выпуклостью вверх,заполненной светопроницаемой жидкостью 3, в которой находится воздушный пузырек 4. Ампула 2 закреплена в основании 5, с одной стороныкоторого помещены источник 6 света,зеркала 1 и торцы ампулы 2 со светопроводящнми пробками 8, С другойстороны основания находится рабочаячасть ампулы 2 и держатель фотопреобразователей 9 с фотопреобразователями 10-12,352 4Датчик устанавливается на контролируемом объекте таким образом,что горизонтальному положению объек-та соответствует положение воздушногопузырька 4 в середине ампулы 2, Све-товой поток от источника 6 света, отраэквшись от зеркал 7, проходитсветопроницаемые пробки 8 и светогро-ницаемую жидкость 3, Достигнув воздушного пузырька 4, световой потокотражается от него и воздействует нвфотоэлектрический преобразователь 11.При изменении угла наклона объектавоздушный пузырек 4 по ампуле 2 пере-мещается, и световой поток, отраженный от него., воздействует иа фотоэлектрический преобразователь 10, иэменяя его параметры,Таким образом, пропорционально изменению угла наклона изменяются параметры фотоэлектрического преобразователя, которые замеряют или регисарируют известным способомтИспользование предлагаемого датчика углов наклона позволит повыситьточность измерения прн скоростях иэменения угла наклона подвижногообъекта до 0,2 рад/с.