Датчик угла наклона

(5115 6 01 С 9/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о тем, чествляет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1068708, кл, 6 01 С 9/08, 1983.Авторское свидетельство СССР М 1244489, кл, 6 01 С 9/06, 1984.Авторское свидетельство СССР М 298818, кл. 6 01 С 9/06, 1969. (54) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, конкретно к уст- г Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, конкретно к устройствам измерения угла наклона объектов, и может быть использовано в системах начальной выставки, например выставки в плоскость горизонта комплекса,Известен датчик угла наклона подвижного объекта, содержащий источник света и регистрирующее устройство, чувствительный элемент, выполненный в виде поплав-. ка, погруженного в жидкость и укрепленного на свободных концах упругих пластин, другие концы которых жестко закреплены на корпусе датчика, боковая грань которого скошена и имеет светоотражающее покрытие (1), Недостатком данного устройства является его низкая точность.Известен сигнализатор уровня, содержащий внешний источник излучения, отражатель, ампулу из оптически прозрачного материала, наполненную жидкостью с пузырьком, два световода, одни концы которойствам измерения углов наклона объектов, и может быть использовано в системах начальной выставки. С целью повышения точности измерения углов отклонения объектов датчиков угла наклона рабочая жидкость выполнена в виде совокупности прозрачной и непрозрачной разноплотностных жидкостей, для чего вводится дополнительно прозрачная жидкость, плотность которой большей плотности непрозрачной жидкости, а светочувствительный элемент выполняется в виде объектива. 2 ил. рых соединены с призматическим, выступом, расположенным на ампуле, а другие концы сопряжены соответственно с приемником и источником излучения (2). Основным недостатком данного устройства является отсутствие, возможностей измерить величину угла наклона объекта.Известен также датчик угла наклона, содержащий герметичную ампулу, заполненную рабочей жидкостью с непрозрачным слоем, светопроводящий чувствительный элемент, расположенный в ампуле, источник света, испускающий световой поток, который проходя через чувствительный элемент, воздействует на фотоприемник, представляющий собой фотоэлектрический преобразователь (3). Недостатком данного устройства является его низкая точность,Целью изобретения является повышение точности.Достигается эт то предлагаемое изобретение осущ автоматическоевысокоточное определение углов наклона , от горизонтальной плоскости посредством использования объектива, установленного на чувствительном элементе, а рабочая жидкость выполнена с дополнительным прозрачным слоем, плотность которого больше плотности непрозрачного слоя.На фиг. 1 приведена схема датчика, поясняющая принцип действия; на фиг, 2 - графически изображена работа позиционно-чувствительного фотоприемника,Датчик угла наклона содержит герметичный корпус с основанием 1, установленное на нем стекло 2 с нанесенной отсчетной сеткой, основание корпуса имеет эластичное днище 3, на котором установлен позиционно-чувствительный фотоприемник 4, Герметичный корпус заполнен несмешивающимися жидкостями разной плотности, одна из которых прозрачная большей плотности 5, другая непрозрачная меньшей плотности 6. В непрозрачной жидкости перемещается чувствительный элемент 7, на котором закреплен обьектив 8, причем нижняя часть объектива находится в прозрачной жидкости. На кронштейне 10, соединенном с корпусом, размещен осветитель 9.Вид сверху на отсчетное устройство представлен на фиг, 2, где точка О - положение объектива при сходном положении объектива. Точка 01 - положение объектива при наклоне объектива на некоторый угол, подлежащий определению. Принцип действия данного датчика заключается в следующем, Допустим, что в исходном положении чувствительный элемент с объективом находится в центре датчика и луч света падает в точку 0 позиционно-чувствительного фотоприемника с координатами хоуо, При отклонении объекта, на котором установлен датчик, чувствительный элемент перемещается на величину, пропорциональную углу отклонения объекта, и луч фокусируется объективом в точке 0 позиционно-чувствительного фотоприемника с координатами х 1, у 1.= х 1 - хо, Ьу= где ЬС= Ьх +Ау, ЬхК - коэффициент пропорциональности,определяемый при калибровке датчика угланаклона,Формула изобретенияДатчик угла наклона, содержащий герметичную ампулу, заполненную, рабочейжидкостью с непрозрачным слоем, светопроводящий чувствительный элемент, расположенный в ампуле, и оптически40 сопряженные через него источник света ипозиционно-чувствительные фотоприемник, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, рабочая жидкость выполнена с дополнительным прозрачным45 слоем, плотность которого больше плотности непрозрачного слоя, а светопроводящий чувствительный элемент выполнен ввиде объектива. Таким образом, зная изменения координат положения чувствительного элемента, определяют угол наклона объекта каквизуально, так и автоматически, Визуально5 угол наклона объекта определяется оператором через стекло с помощью нанесеннойотсчетной сетки,В автоматическом режиме датчик работает следующим образом. Луч от осветителя10 9 попадает на стекло 2, но, так как жидкость6 непрозрачная позиционно-чувствительный фотоприемник 4 засвечивается тольков точке, соответствующей положению обьектива 8, закрепленного на чувствительном15 элементе 7,Таким образом, позиционно-чувствительный фотоприемник определяет величины Лх, Лу относительно исходного положения (точка 0) и выдаетих, например, в сис 20 тему управления объекта. В системе управления на основе данных Ь х, Л у определяются угол конечного поворота объекта а иугол положения мгновенной оси поворотаф Алгоритм их вычисления имеет вид:25 ДСК1714366Составитель М.Терещенкотор Е,Полионова Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец аказ 682 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Ъроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101