Устройство для измерения углов наклона

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 18788 А 1 114 С 01 С 9/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем механики АНСССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВНАКЛОНА(57) Изобретение может быть использовано в измерительных блоках робототехнических комплексов, Цель изобретения - повышение чувствительностиустройства и стабильности точностнойхарактеристики. Источником 6 сжатоговоздуха через стабилизатор 1 расходав трубке 2 создается воздушный поток,удерживающий шарик 4 на наклоннойповерхности 7, Положение шарика 4относительно конца трубки 2 определяется углом наклона поверхности 7 ификсируется индикатором 5. Выполнение поперечного сечения трубки переменным обеспечивает линейность измерений, 2 ил.1318788 Изобретение относится к приборостроению и может быть использованов измерительных блоках робототехнических комплексов,Цель изобретения - повышение чувствительности и обеспечение линейности измерений во всем диапазоне измеряемых углов.На фиг,1 изображено предлагаемоеустройство, общий вид; на фиг2 всилы, действующие на шарик в процессе измерения углов наклона,Устройство содержит стабилизатор1 расхода сжатого воздуха, изогнутуюпрозрачную трубку 2 с профилированной поверхностью 3, шарик 4, индикатор 5 положения шарика и источников6 сжатого воздуха.Устройство работает следующим об-разом.гоПри установке трубки 2 на поверхность 7, угол наклона которой требуется измерить, после включения питания сжатым воздухом через стабилизатор 1 расхода, шарик 4 стабилизируется на определенном расстоянии от первого конца трубки, Это расстояние обратно пропорционально углу уклона,при этом благодаря профилю трубкиобеспечивается линейность измерения,Положение шарика идентифицируется индикатором 5, который может быть выполнен, например, в виде оптическогопреобразователя или в виде простойшкалы, проградуированной в единицах 35углового отклонения,Принцип измерения уклона основанна следующем расчете,где С,СЧрв 1 о 1 КСп 40На шарик 4 массой ш действие оказывают (фиг, 2) сила щ я тяжести, сила Х = шрсоянормального давления, где Ы - измеряемый угол наклона, сила Р трения качения сила Р кильватерного сопротивления, Так как шарик находится в положении равновесия, выполняется условие равенства сил, действующий на шарик по оси К50 стального шарика. Так как давление в трубке практически равно атмосферному= 1,17 кг/м , Расход воздуха принимают С = 0,02 кг/с, следователь-а гно, получают С = 5,25 10 м, И, например выбрав 1 в = 09 м, получают, что площадь сечения трубки от первого конца ко второму .изменяется по закону Р - тп 1 ядпЫ+ Р,5,25 100 9-1ядп -0,01 55 Однако практически Р Б О, так как величина трения качения для шариков пренебрежимо мала,Сила Р вычисляется по формулек/ гР = С- р - - Якув коэффициент сопротивлениядавления;плотность воздуха в трубкев сечении перед шариком;скорость течения вохдухав трубке в сечении передшариком; 11Б="- - площадь шарика где 0 - ди 4аметр шарика,Учитывая, что где С " массовый расход воздуха;Р - площадь сечения трубки передшариком, попучаем:С6 г 1 гВДля получения линейной зависимости между углом Ы наклона и положением шарика относительно конца трубки 1 необходимо соблюдение зависимос- ти где К - коэффициент чувствительности; 1, - длина трубки. После преобразований получаем С С нЭгде С = в--- коэффициент про.Р ш впорциональности. Например, выбрав К = 0,01 м/ градпринимают С=: 0,3, 0 = 5 мм,р -е ( ) =" 05110 кг длЯ4 и 0 в . -вР 3 2 Профиль трубки при круглом сечении для указанного закона приведен на фиг,3 318788Площадь сечения при 1=1 выбирается из требований к необходимой точности измерений на малых уклонах и габаритам устройства.. Чувствительность устройства повышается до требуемого значения без потери его работоспособности путем соответствующего выбора длины трубки. духа, соединенным с первым концомтрубки, второй конец которой выполнен открытым, поперечное сечениеР трубки выполнено переменным, причем его изменение от первого концатрубки к второму подчинено зависимости Формула изобретения 0 Устройство для измерения углов наклона, содержащее прозрачную трубку, шарик, размещенный вней с возможностью перемещения вдоль оси труб.15 ки, и индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности тьчностной характе-ристики, оио снабжено источником и стабилизатором.расхода сжатого воз коэфициент пропорциональ.ности, мкоэффициент чувствительности, м/град; где С расстояние до плоскости сечения.от первбго конца трубки, м;длина трубки, м,Составител д А.Кравчу Лыков. Кор рная . Тех едак ор Т. Ко Заказ 2496/31Тираж ВНИИПИ Государст по делам иэобр 113035, Москва, ЖПодписное нного коми ений и 35, Ра крытий кая на