Устройство для измерения углов наклона

союз совктснихсоциллистичеснихРкспуБлин 121 ОО 5 01 С 9/ ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делдм изоБркткний и отнрцти а,ъе ф(22) 26.07,84 (46) 07,02.86. Бюл. 9 5 (71) Московский институт элек ного машиностроения (72) Г.О.Балабанян,Н,И.ДаникоДаникова,В,Е.Луценко иА.С.Шма (53) 528.546(088,8) (56) Бухгальц В.П, и др. Емко преобразователи в системах ав тического контроля и управлен М.: Энергия, 1972, с56, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАКЛОНА (57) Изобретение относится кизмерительной техники и может пользоваться при производстве номических измерений. Цель из ния - повышение точности изме углов наклона. В корпусе 1 наниковом подвесе 2 укреплены о (0) 3, неподвижные 0 4, 5 с п ным вцоль их центральных осеи диаметром, О 3, 4, 5 включены в колебательный контур 6, 7 измерительных 1.С - автогенераторов (,С-АГ) 8, 9, выходы которых подключены к смесителю 10, фильтру 11 нижних частот, усилителю-формирователю 12 и частотомеру 13. При наклоне объекта в направлении, совпадающем с направлением осевой линии 0 3, 4, 5, происходит изменение положения внутренней О 3 по отношению к О 4, 5. Например, если величина емкости О 3, 5 минимальна, то частота 1.С-АГ 9, в колебательный контур которого включены О 3, 5 минимальна, На индикатоьре частотомера 13 индицируется макси мальное значение разностной величины входных частот ЬС - АГ 8 и 9, соответствующее максимальному отклонению исследуемого объекта от исходного (горизонтального) положения. 1 ил.Изобретение относится к измеригельной технике и может быть использовано для определения угла чаклона объекта в электрический.игнал при юстировке посадочных местпод измерительный сигнал в геодезии и при производстве астрономических измерений.Целью изобретения является повышение точности измерения углов наклона.На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид,Устройство содержит корпус 1,внутри которого на маятниковом подвесе 2 укреплена цилиндрическаяподвижная внутренняя обкладка 3, Обкладка 3 расположена на маятниковомподвесе 2 симметрично по отношениюк своей длине 7. В корпусе 1 преобразователя размещены две неподвижные внешние обкладки 4 и 5 с переменным вдоль их центральных осейдиаметром. Длина каждой из обкладок4 и 5 равна половине длины подвижной обкладки 3, Обкладки 3 - 5 изогнуты по дуге, радиус которой раВендлине маятникового подвеса 2, Центральная ось подвижной обкладки 3совпадает с центральными осяминеподвижных обкладок 4 и 5. Обкладки 3-5 включены в колебательныеконтуры б и 7 измерительных ЕС-автогенераторов 8 и 9, выходы которых подключены к смесителю 10фильтру 11 нижних частот, усилителю-формирователю 12 и частотоме. -ру 13. Устройство для измерения углов наклона работает следующим образом.В исходном положении (угол ваколона д = О ) торцевые стороны подвижной внутренней обкладки 3 совпадают по длине с серединами неподвижных обкладок 4 и 5. При этом емкости, образуемые обкладками 3, 4 и .3, 5 равны и имеют среднее по величине значение, т, е, С(С, . Частоты измерительных 1,С-автогенераторов 8 и 9, в колебательные контуры б и 7 которых включены обкладки 3, 4 и 3, 5, равны по величине, 1.8 = Г = Ч На индикаторе частотомера 13 индуцируется нулевое значение разностной величины выходных частот измерительных 1,С-автогенераторов 8 и 9,соотпс тг твующее исходному горизон 5 10 15 20 25 30 35 40 50 тальному) положению исследуемогообъекта, При наклоне исследуемогообъекта в правую или левую сторонув направлении, совпадающем с направлением осевой линии обкладок3-5, г:роходит соответствующее изменение положения внутренней обкладки 3 по отношению к обкладками 5, т, е. изменяется длина взаимодействия обкладок 3, 4 и 3, 5.Например, при максимальном наклонеисследуемого объекта в правуюсторону длина взаимодействия обкладок 3 и 4 становится минимальной.Величина емкости обкладок 3 и 4также становится минимальной, С,Гмднс С,минЧастота измерительного 1,С-автогенератора 8, в колебательный контур которого включеныобкладки 3 и 4 максимальна, й- Г При этом длина взаимодействия обкладок 3 и 5 становитсямаксимальной. Величина емкости обкладок 3 и 5 также становится максимальной, С =: т=- С , Частота измерительного ЕС-автогенератора 9, в колебательный контур которого включены обкладки 3 и 5 минимальна, т = Х нц . На индикаторечастотомера 13 индуцируется максимальное значение разностной величины входных частот измерительных ЬСавтогенераторов 8 и 9, соответствующее максимальному отклонению исследуемого объекта от исходного(горизонтального) положения, т.е.мокв ма кс ч мин. Таким образом,выходная разностная частота измерительных 1.С-автогенераторов 8 и 9изменяет свое значение от Г , соответствующего исходному (горизонтальному) положению исследуемогообъекта, до Гсоответствующегомаксимапьному углу наклона исследуемого объекта, При этом частотана индикаторе частотомера изменяется по линейному закону от 2 с доблагодаря предложенному конструктивному выполчению неподвижныхобкладок 4 и 5,Изменение выходной частоты измерительного ВС-автогенератора в зависимости от изменения емкости преобразователя углов наклона подтверждена теоретическим расчетом.Действительно, если П - диаметр неподвижных обкладок преобразователя есть функция измеряемого угла накло/См40 С мокс и ,ннн Составитель В.Лыковя ТехредА,Бабинец Корректор А.Обручар едактор О.Юрков Подпи го комитета й и открыти ушская набТираж 671Государственлам изобретеква, Ж, Р сное СССР д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгор)д, ул. Проектная на , т.е. В = 0 (с 1), и имеемугол перекрытия обкладок (, тоемкость преобразователя определяется следующим образом:Чс =с + " - ц -- .,(Ч -(, / )огде С - начальная (минимальная емкость при минимальной площади взаимодействия подвижной и неподвижной обкладок.При этом выходная частота измерительного ЬС-автогенератора, в колебательный контур которого включеныданные обкладки, максимальна,Г1макс 1 я ( сса другого4 минЬС-автогенератора - минимальна, таккак площадь взаимодействия другойнеподвижной обкладки с подвижной обкладкой максимальна, т. е. Гмин1,Коэффициент перекрытия2 н /2 макспо частоте измерительного ЬС-автогенератора определяется выражением/С,Тогда изменение емкости устройства от изменения угла наклона объекта определяется следующим соотношением: С( ) КсСг минС 1 + (4 Г, - 1) 1 р) , (2) где Ку) = 1 - 1/2(Ч/(,)Подставляя выражение (2) в (1) и дифференцируя правую левую части (1) находим закон измеРениЯ Кг позволяющий получить линейную зависимость изменения частоты измерительного ЬС-автогенератораК,С( Б: - 1) Д ( гЧ с 1 + Р) ( Д з К,С, (4 К, - 1) П -. 3 Щ 3 /д Заказ 509/51 ВНИИПИ по 113035, М5 Формула изобретения Устройство для измерения углов наклона, содержащее корпус, в котором закреплены две неподвижные полые цилиндрические обкладки, внутри которых на маятниковом подвесе закреплена подвижная цилиндрическая обкладка, длина каждой из неподвижных обкладок равна половине длины подвижной обкладки, центральная ось которой совпадает с центральными осями неподвижных обкладок, обкладки изогнуты по дуге, радиус которой равен длине маятникового подвеса, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения углов наклона, неподвижные обкладки выполнены в виде поверхностей вращения с образующей,диаметр которой определяется из выражения Д,4= 3 Ехр 2(р Рк) (0 И) (нГК)Ю)а,)Я,Ы;.Я,измеряемый угол наклона;угол перекрытия подвижнойобкладки с неподвижной,"диаметр неподвижных обкладок;- диаметр подвижной обкладки г коэффициент перекрытия емкостей преобразователя," максимальная и минимальная соответственно емкости преобразователя при максимальном угле наклона,